JPS59183348A - Method and apparatus for measuring concentration of ammonia gas - Google Patents

Method and apparatus for measuring concentration of ammonia gas

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JPS59183348A
JPS59183348A JP58055116A JP5511683A JPS59183348A JP S59183348 A JPS59183348 A JP S59183348A JP 58055116 A JP58055116 A JP 58055116A JP 5511683 A JP5511683 A JP 5511683A JP S59183348 A JPS59183348 A JP S59183348A
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wavelength band
wavelength
ammonia gas
optical fiber
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JP58055116A
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Akio Shinohara
篠原　彰男
Yoshiaki Arakawa
荒川　美明
Fumio Inaba
稲場　文男
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Japan Science and Technology Agency
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
Research Development Corp of Japan
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
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    • 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
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths

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Abstract

PURPOSE:To enable the highly-reliable measurement of the concentration of ammonia rapidly and safely, by making an illuminant light fall on a measuring cell through an optical fiber, by transmitting an emitted light from the measuring cell through another optical fiber, and by determining the ratio between a measured light and a reference light in a prescribed wavelength band. CONSTITUTION:An illuminant light from a light-emitting source 1 is transmitted through an optical fiber and falls on a measuring cell into and out of which an ambient gas flows, and an emitted light from the cell 4 is transmitted remotely through an optical fiber 5 and split into two by a beam splitter 7. Split lights thus obtained pass through bandpass filter 8 and 9, and one of them turns to be a measured light whose central wavelength is one wavelength within the wavelength band of an ammonia-gas characteristic absorption band of 1.285-1.325mum or 1.465-1.560mum or 1.615-1.675mm, while the other turns to be a reference light. Then, the ratio between the two lights proportional to the concentration of ammonia leaking into the ambient gas which does not affect temperature and others is determined by a signal processing circuit 14, and thus the highly-reliable measurement of the concentration of ammonia can be performed rapidly and safely.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、測定地点が遠く離れている箇所でのアンモニ
アガス濃度測定に好適なガス濃度測定法およびその装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas concentration measuring method and apparatus suitable for measuring ammonia gas concentration in locations where measurement points are far apart.

アンモニアガスは、毒性ガスであるばかりでなく１６〜
２２容量％では爆発するガスであシ、このガスを取扱う
工場ではその取扱いを慎重にしなければならない。した
がってアンモニアガスの濃度を測定するだめには遠隔測
定が可能であってしかも着火源をもたない本質安全防爆
構造の検知方式。Ammonia gas is not only a toxic gas, but also 16~
At 22% by volume, it is an explosive gas, and factories that handle this gas must handle it carefully. Therefore, in order to measure the concentration of ammonia gas, we need a detection method that allows remote measurement and has an intrinsically safe explosion-proof structure that does not have an ignition source.

検知機器を用いる必要がある。Detection equipment must be used.

、従来より用いられている電気化学センサーとして定電
位電解式センサーは、応答特性や干渉ガス（被測定ガス
以外の毒ガスや電気伝導性ガスなど）の分離などの点で
問題があり、さらに電解液の劣化や汚れなどがあり保守
の面で考慮しなければならない点が多いなどの問題点も
ある。又遠隔監視、遠隔測定の場合電気信号が送受され
るので電磁誘導による誤報やケーブルの損傷による事故
誘発などの危険性も無視することができなかった。Constant potential electrolytic sensors, which have traditionally been used as electrochemical sensors, have problems in response characteristics, separation of interfering gases (poisonous gases other than the gas to be measured, electrically conductive gases, etc.), and problems with the electrolyte solution. There are also problems such as deterioration and dirt, which must be taken into consideration in terms of maintenance. Furthermore, in the case of remote monitoring and telemetry, electrical signals are sent and received, so the risks of false alarms caused by electromagnetic induction and accidents caused by damage to cables cannot be ignored.

本発明は、前述の事情に鑑みなされたものであって、ア
ンモニアガスの漏出を確実に迅速に検知して警報を発す
るようにしたものであって、厳しい測定条件下でも信頼
性が高く、実時間測定が出来、かつ極めて遠隔の箇所に
おける測定が可能であると共に事故誘発などの危険性の
全くないアンモニアガス濃度の測定方法およびその装置
を提供することにある。The present invention was developed in view of the above-mentioned circumstances, and is designed to reliably and quickly detect leakage of ammonia gas and issue an alarm, and is highly reliable and practical even under severe measurement conditions. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring ammonia gas concentration, which can measure time, can be measured at extremely remote locations, and has no danger of causing an accident.

以下図面を参照しながら本発明のアンモニアガス濃度の
測定方法およびその装置の詳しい内容を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method and apparatus for measuring ammonia gas concentration of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

本発明は、近年光通信用として開発された例えば石英系
光ファイバーのような光ファイバーを利用するものであ
る。このような光ファイバーは、１．０〜１．７μｍの
波長領域−では光の伝送損失が極めて低い。又アンモニ
アガスは、１，２８５〜１．３２５μｍ　、　１，４５
６〜１’、”５６０　ｔｔｍ　’＋　１，６１５〜１．
６７５　ｔｔｍの各ブロードな波長帯域において特性吸
収帯がある。更に上記のアンモニアガスの特性吸収帯内
には、水（Ｈ２Ｏ）および炭酸ガス（ｃｏ２）による吸
収が全くない狭い波長域が選択出来る。本発明は以上の
ような新たな知見にもとづいてなされたものである。即
ち、アンモニアガスの特性吸収帯内の波長帯であって伝
送中の光ファイバーによる損失がなく又Ｈ２０やｃｏ２
の影響を受けることのない波長域を選ぶことによって本
発明の目的である遠隔の地点においてアンモニアガスの
濃度の正確な迅速な測定を可ａしにしたものである。The present invention utilizes optical fibers such as quartz-based optical fibers, which have been developed in recent years for optical communications. Such optical fibers have extremely low optical transmission loss in the wavelength range of 1.0 to 1.7 μm. Also, ammonia gas has a diameter of 1,285 to 1.325 μm, 1,45
6~1', "560 ttm'+1,615~1.
There is a characteristic absorption band in each broad wavelength band of 675 ttm. Furthermore, within the characteristic absorption band of ammonia gas mentioned above, a narrow wavelength range in which there is no absorption by water (H2O) and carbon dioxide gas (CO2) can be selected. The present invention has been made based on the above new findings. That is, the wavelength band is within the characteristic absorption band of ammonia gas, there is no loss due to optical fiber during transmission, and H20 and CO2
By selecting a wavelength range that is not affected by the effects of oxidation, it is possible to accurately and quickly measure the concentration of ammonia gas at a remote location, which is the object of the present invention.

第１図は、石英系光ファイバーの０．６〜１．８μｍの
波長域における伝送損失を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the transmission loss of a silica-based optical fiber in the wavelength range of 0.6 to 1.8 μm.

この図より明らかなように波長１．ｏ−１，７μｍでは
伝送損失が１ｄＢ／Ｋｍ以下である。特に波長１．４〜
１．６μｍでは０．２／Ｋｍという超件損失を示してい
る。このように超低損失の光ファイバーを光伝送路とし
て用いれば遠隔地に存在するアンモニアガスの濃度を吸
光光度法によって測定することが可能である。As is clear from this figure, wavelength 1. At o-1.7 μm, the transmission loss is less than 1 dB/Km. Especially wavelength 1.4 ~
At 1.6 μm, the loss is 0.2/Km. By using such an ultra-low-loss optical fiber as an optical transmission line, it is possible to measure the concentration of ammonia gas in a remote location by spectrophotometry.

第２図、第３図は、本発明において対象に′なるアンモ
ニアガスの特性吸収を示す図である。これら図のうち第
２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（ｃ）をみればわかるよ
うにアンモニアガスの特性吸収波長帯はブロードな波長
帯としてみた場合１．２８５〜１：　３２５μｍ、１．
４６５〜１．５６０μｍ　、　１．６１５〜１．６７５
μｍの三つの波長帯であることを示している。尚これら
の図に示していない波長領域では、アンモニアガスの特
性吸収は存在しない。例えば１．３２５μｍと１．４６
５μｍにおいては透過率がほぼ１００％であってその間
の波長領域においてはほぼ１００％の透過率を示し特性
吸収波長帯は存在しない。同様にして１．５６０〜１．
６１５μｍおよび１．３２５μｍ以下と１，６７５μｍ
以上においても特性吸収はほとんどない。FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the characteristic absorption of ammonia gas, which is the object of the present invention. As can be seen from Figures 2 (A), (B), and (c) of these figures, the characteristic absorption wavelength band of ammonia gas is 1.285 to 1:325 μm when viewed as a broad wavelength band.
465-1.560μm, 1.615-1.675
It shows that there are three wavelength bands of μm. Note that in wavelength regions not shown in these figures, there is no characteristic absorption of ammonia gas. For example, 1.325 μm and 1.46
The transmittance is approximately 100% at 5 μm, and the transmittance is approximately 100% in the wavelength range between 5 μm and there is no characteristic absorption wavelength band. Similarly, 1.560 to 1.
615μm and 1.325μm or less and 1,675μm
Even in the above cases, there is almost no characteristic absorption.

又とれら図のうち（Ａ）　、　（ｃ）にはアンモニアガ
スが１気圧の場合のみが又（Ｂ）には１００　ＴＯｒｒ
　　の場合と１気圧の場合が示してあり、曲線ａが１０
０　Ｔｏｒｒのアンモニア、曲線すは１気圧のアンモニ
アガスの場合のものである。これらの図のうち第２図（
Ｂ）によればアンモニアガスの濃度の変化によって吸光
比が変化することがわかる。Of these figures, (A) and (c) show only the case where the ammonia gas is 1 atm, and (B) shows the case where the ammonia gas is 100 TOrr.
The case of 1 atm and the case of 1 atm are shown, and curve a is 10
0 Torr of ammonia, the curves are for ammonia gas at 1 atmosphere. Of these figures, Figure 2 (
According to B), it can be seen that the absorption ratio changes depending on the change in the concentration of ammonia gas.

第３図（（至）ｌ　（Ｂ）　、　（（：り　ｌ　（Ｄ）
は、第２図に示す特性〔ただしくＢ）はｉ、４６５μｍ
〜１．５６０の範長範囲における気圧が１００　ＴＯｒ
ｒ　　の時の又（Ｄ）は同波長範囲における１気圧の時
の特性〕の更に詳細な変化を示しだものである。これら
の図かられかるようにブロードな吸収帯には個々の吸収
帯が存在していてこれらが重なり合って第２図（Ａ）　
ｌ　（Ｂ）　、　（ｃ）のような様相を呈していること
がわかる。したがって測定に利用する吸収帯域を選ぶ場
合、まず第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　。Figure 3 ((to) l (B) , ((:ri l (D)
The characteristics shown in Fig. 2 (B) are i, 465 μm
The atmospheric pressure in the range of ~1.560 is 100 Torr
(D) shows more detailed changes in the characteristics at 1 atm in the same wavelength range. As you can see from these figures, there are individual absorption bands in the broad absorption band, and these overlap to form the pattern shown in Figure 2 (A).
1 (B) and (c). Therefore, when choosing an absorption band to use for measurement, first consider Figures 2 (A) and (B).

（Ｃ）の三つのブロードな特性吸収帯を選び、そのうち
から第３図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）をみて、も
つと狭い波長帯での吸収特性から例えば１．４６５〜１
．５６０μｍのウチの１．５０８〜１．５１２μｍの吸
収帯を選択することによって発光源よりの光がこの１．
５０８〜１．５１２μｍにおいてどの程度の吸収を受け
るかによ。つてアンモニアの濃度を検知することが出来
る。この波長帯（１，５０８〜１．５１２μｍ）の光を
用いてアンモニアの濃度を吸光光度法によって測定する
場合、前記のアンモニアガスの特性吸収波長帯（１，４
６５〜１．５６０μｍ）以外の特性吸収のない波長でこ
の特性吸収波長帯の近くの波長である１、４５μｍ付近
又は１．５７μｍ付近であってＨ２Ｃ、ＣＯ□の特性吸
収帯が存在しない波長帯を参照波長帯として利用し、測
定波長帯の光の強度と参照波長帯での光の強度との比を
とることによってアンモニアガスの濃度の精度の良い測
定が可能になる。Select the three broad characteristic absorption bands shown in (C) and look at Figure 3 (A), (B), and (C).
．． By selecting the absorption band of 1.508 to 1.512 μm of 560 μm, the light from the light emitting source is adjusted to 1.508 μm to 1.512 μm.
It depends on how much absorption is received in the range of 508 to 1.512 μm. It is possible to detect the concentration of ammonia. When measuring the concentration of ammonia by spectrophotometry using light in this wavelength band (1,508 to 1.512 μm), the characteristic absorption wavelength band (1,4
65 to 1.560 μm), which is a wavelength close to this characteristic absorption wavelength band, around 1.45 μm or around 1.57 μm, where there is no characteristic absorption band for H2C or CO□. By using this as a reference wavelength band and taking the ratio of the intensity of light in the measurement wavelength band and the intensity of light in the reference wavelength band, it becomes possible to measure the concentration of ammonia gas with high accuracy.

第４図はＨ２Ｃの吸収波長特性曲線を示すものである。FIG. 4 shows the absorption wavelength characteristic curve of H2C.

この図より明らかなようにＨ２Ｃの強い吸収帯は１．２
〜１．７μｍにおいては１．３５０〜１．３９３　μｍ
の波長帯に集中している。したがってこの波長帯を除け
ば水分の影響の少ない測定が可能になる。As is clear from this figure, the strong absorption band of H2C is 1.2
~1.7μm is 1.350~1.393μm
are concentrated in the wavelength range of Therefore, by excluding this wavelength band, it becomes possible to perform measurements with less influence of moisture.

同様にしてＣＯ２の特性吸収のある波長帯を除いた波長
帯を利用することによって炭酸ガスの影響のない測定が
可能になる。Similarly, by using a wavelength band other than the wavelength band in which the characteristic absorption of CO2 occurs, measurement without the influence of carbon dioxide gas becomes possible.

尚以上の説明は、１．４６５〜１．５６０μｍの波長帯
を例として行なったが同様にして１．２８５μｍ〜１゜
３２５μｍ　、　１，６１５〜１．６７５μｍの波長帯
についても測定力（可能である。又上述の例の波長帯の
ほかに１．２８５〜１．３２５μｍおよび１．６１５〜
１．６７５μｍ中の波長帯を選んでの測定を併用して同
時に二つ又はそれ以上の波長帯での測定を行なってもよ
い。The above explanation has been made using the wavelength band of 1.465 to 1.560 μm as an example, but the measurement power (possible In addition to the wavelength ranges mentioned above, there are wavelength bands of 1.285 to 1.325 μm and 1.615 to
Measurements in two or more wavelength bands may be performed simultaneously by selecting a wavelength band within 1.675 μm.

このように複数の波長帯を併用すれば、それだけ高感度
、高信頼性にての測定が可能となり極めて低濃のアンモ
ニアガスでも検出し得る利点が生ずる。この場合、アン
モニアガスのブロードな特性吸収波長帯例えば１．２８
５〜１．３２５μｍ中でより狭い波長帯を複数選択しこ
れを測定のだめの波長帯とすることも出来る。したがっ
て数多くの波長帯の組合わせが可能になるので、最も望
ましい波長帯の選択が出来る。If a plurality of wavelength bands are used in combination in this way, measurement can be performed with higher sensitivity and reliability, resulting in the advantage that even extremely low concentrations of ammonia gas can be detected. In this case, the broad characteristic absorption wavelength band of ammonia gas, for example 1.28
It is also possible to select a plurality of narrower wavelength bands within the range of 5 to 1.325 μm and use these as the final wavelength band for measurement. Therefore, it is possible to combine many wavelength bands, and the most desirable wavelength band can be selected.

以上述べた内容から明らかなように、例えば石英ガラス
系光ファイバーを光伝送路として用い、官２図、第３図
に示すようなアンモニアガスの特アガスの濃度を、共存
するＨ○、ＣＯ２の影響を受けることなく又伝送路にお
ける光損失などの影響も受けること外しに高精度にての
測定が出来る。As is clear from the above, for example, when using a silica glass optical fiber as an optical transmission line, the concentration of ammonia gas as shown in Figures 2 and 3 can be controlled by the effects of coexisting H○ and CO2. It is possible to perform measurements with high precision without being influenced by optical loss in the transmission path.

次に本発明のアンモニアガス濃度測定装置にて用いる光
源即ちアンモニアガスの特性吸収波長帯に対応する近赤
外域の光を発光する光源について説明する。この波長域
の光源としては、一般に半導体レーザーダイオード（Ｌ
Ｄ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、放電管（キセノンラ
ンプなど）。Next, a description will be given of a light source used in the ammonia gas concentration measuring device of the present invention, that is, a light source that emits light in the near-infrared region corresponding to the characteristic absorption wavelength band of ammonia gas. As a light source in this wavelength range, a semiconductor laser diode (L
D), light emitting diodes (LEDs), discharge tubes (xenon lamps, etc.).

加熱線等が挙げられる。いずれにしても測定波長域をカ
バーする光を発し、しかも発光エネルギー強度の大きい
もの程低濃度ガスの検知が出来るので望ましい。Examples include heating wires. In any case, it is preferable to use a device that emits light that covers the measurement wavelength range and has a higher emission energy intensity because it allows detection of low concentration gases.

ＬＤは、高出力が得られやすく単色性が強いので、アン
モニアガスの特性波長帯のようなブロードな波長帯であ
る場合は、発振波長を厳密に選定する必要がないので望
ましい。ただ電源電圧の変動や温度変化などによる発振
波長の変動がないように留意すればよい。５１ＬＤを光
源として用いるも二つの異なるＬＤを用いることが必要
であるが、帯域透過フィルター等の分光器を用いる必要
がない。尚特性吸収波長用のＬＤとして発光波長の異な
るものを複数用いることによって感度や精度のより高い
測定が可能になる。Since LDs are easy to obtain high output and have strong monochromaticity, it is preferable that the oscillation wavelength does not need to be strictly selected in the case of a broad wavelength band such as the characteristic wavelength band of ammonia gas. However, care should be taken to ensure that the oscillation wavelength does not fluctuate due to fluctuations in power supply voltage or temperature changes. Although using the 51LD as a light source requires the use of two different LDs, there is no need to use a spectrometer such as a band pass filter. By using a plurality of LDs with different emission wavelengths as LDs for characteristic absorption wavelengths, measurement with higher sensitivity and accuracy becomes possible.

ＬＥＤや放電管などは、出力は低いが出力の安定性や長
寿命性などはよい。又発光スペクトルはブロードである
のでこれらの光源を用いる場合には、分光器を用いて検
出波長帯を狭め、所望の特性吸収波長帯や参照波長帯で
の変化量をキャッチしてアンモニアガスの濃度を測定す
るようにすればよい。この場合の分光器としては安価な
帯域透過フィルター等が考えられる。Although LEDs and discharge tubes have low output, they have good output stability and long life. In addition, since the emission spectrum is broad, when using these light sources, the detection wavelength band is narrowed using a spectrometer and the amount of change in the desired characteristic absorption wavelength band or reference wavelength band is caught to determine the concentration of ammonia gas. All you have to do is measure it. In this case, an inexpensive bandpass filter or the like may be used as the spectrometer.

次に上記の場合等において用いられる帯域透過フィルタ
ーについて述べる。一般に帯域透過フィルターの透過幅
は１〜数ｎｍ程度であるので、被測定ガスの特性吸収帯
内の成る波長幅のものを選択すればよい。ブロードな波
長帯をもつＬＥＤ、放電管などを光源として用いての特
性吸収波長帯のブロードなアンモニアガスの濃度を測定
する場合定ガスを通過して変換器へ戻る光のエネルギー
が大きくなるので測定系の検出効率が上るので好祉しい
。Next, a band pass filter used in the above cases will be described. Generally, the transmission width of a bandpass filter is about 1 to several nanometers, so it is sufficient to select one with a wavelength width that falls within the characteristic absorption band of the gas to be measured. When measuring the concentration of ammonia gas with a broad characteristic absorption wavelength band using an LED, discharge tube, etc. with a broad wavelength band as a light source, the energy of the light that passes through the constant gas and returns to the converter increases. This is good because it increases the detection efficiency of the system.

第５図は中心波長が１．５１０μｍ、半値幅が２ｎｍで
ある透過特性がガウス分布型の帯域透過フィルターを用
い、このフィルターを透過した後の光の強度分布を模式
的に示した図そある。この図において、実線はアンモニ
アガスが光路長５０ｃｍの測定セル内に１００　Ｔｏｒ
ｒ　　の圧力で含まれている場合を表わし、破線は、ア
ンモニアガスが存在しない場合を示している。この図に
おける各曲線内の面積の差を破線にて囲まれた面積で割
ることによってアンモニアガスによる吸光比Ａが求めら
れる。このフィルターは、半値幅が３ｎｍや４ｎｍのも
のを用いてもよい。Figure 5 is a diagram schematically showing the intensity distribution of light after passing through a band-pass filter with a Gaussian distribution type transmission characteristic with a center wavelength of 1.510 μm and a half-width of 2 nm. . In this figure, the solid line indicates that ammonia gas is present at 100 Torr in a measurement cell with an optical path length of 50 cm.
The dashed line shows the case where ammonia gas is not present. The extinction ratio A due to ammonia gas is determined by dividing the difference in area within each curve in this figure by the area surrounded by the broken line. This filter may have a half width of 3 nm or 4 nm.

なお、アンモニアガスの吸光比Ａとアンモニアの分圧Ｐ
Ｍ（空気との混合の場合）との間には近似的に次の式が
成立つ。In addition, the absorption ratio A of ammonia gas and the partial pressure P of ammonia
The following equation approximately holds true between M (in the case of mixing with air).

ＰＭ−αｌ’ｏｇｅＡ＋β ここでα、βはフィルターの特性や強度分布によって定
まる定数であって濃度が既知であるアンモニアの標準ガ
スを用いて実験的に決めるこ七が出来る。PM-αl'ogeA+β Here, α and β are constants determined by the filter characteristics and intensity distribution, and can be determined experimentally using a standard gas of ammonia whose concentration is known.

前述のような方法によって吸光比Ａが検出されると上記
式からアンモニアガスの濃度を求めることが出来る。When the absorption ratio A is detected by the method described above, the concentration of ammonia gas can be determined from the above equation.

第６図は以上述べたような方法にもとづいて構成された
本発明のアンモニアガス濃度測定装置の一実施例を示す
ものである。この図において１はＬＥＤよりなる光源で
あって、この光源よシ発ぜられる例えば１６５μｍ帯（
半値幅０．１μｍ）の光（は光結合器２を経て光伝送路
である低伝送損失の光ファイバー例えば石英系光ファイ
バー３に送られる。この石英系光ファイバーは、前述の
ように第１図に示すような伝送特性を有し、１．０〜１
．７μｍで極めて低損失のものである。したがってその
長さが数Ｋｍ〜１０Ｋｍ程度のものであってもさしつか
えない。この石英系光ファイバー３により伝送された光
は、結合器４ｂを経て吸収セル４に送９込まれる。この
吸収セル４は円筒状体４ａの両端に光結合器４　ｂ　、
　４　ｂ’を設けた構造であって、円筒状体４ａは測定
ガスの自然流出入を可能にするために多孔性焼結金属や
連続気孔構造のプラスチックフオームなどにて構成され
ている。まだこの吸収セル４は、−例として光路長（光
結合器４ｂ　、　４　ｂ’間の距離）が５０〜１００　
ｃｍのものが用いられる。しかしアンモニアガスが低い
濃度の場合には吸収セルの光路長を長くしたほうがよい
。その場合周知の多重光路型吸収セル等を用いてもよい
。FIG. 6 shows an embodiment of the ammonia gas concentration measuring device of the present invention constructed based on the method described above. In this figure, reference numeral 1 denotes a light source consisting of an LED, which emits light in the 165 μm band, for example.
The light (half width 0.1 μm) is sent through the optical coupler 2 to an optical transmission path, such as a quartz-based optical fiber 3. This silica-based optical fiber is shown in FIG. 1 as described above. It has a transmission characteristic of 1.0 to 1
．． It has an extremely low loss of 7 μm. Therefore, the length may be approximately several kilometers to 10 kilometers. The light transmitted through the silica-based optical fiber 3 is sent 9 to the absorption cell 4 via the coupler 4b. This absorption cell 4 has an optical coupler 4b at both ends of a cylindrical body 4a,
4b', and the cylindrical body 4a is made of porous sintered metal or a plastic foam with a continuous pore structure in order to allow natural inflow and outflow of the measurement gas. However, this absorption cell 4 has an optical path length (distance between optical couplers 4b and 4b') of 50 to 100, for example.
cm is used. However, when the concentration of ammonia gas is low, it is better to increase the optical path length of the absorption cell. In that case, a well-known multi-optical absorption cell or the like may be used.

この吸収セル４からの光は光結合器４　ｂ’を経て低伝
送損失の光ファイバー例えば石英系光ファイバー５に送
られる。この石英系光ファイバーも同様に低損失のもの
が使用される。光ファイバー５によって更に伝送された
光は、光結合器６を通ってハーフミラ−にて構成される
ビームスプリンター７に送られ、このビームスプリッタ
−７にて二つの光束に分割される。分割された二つの光
束のうち第１の光束は、第１の帯域透過フィルター８へ
送られ、他の第２の光束は第２の帯域透過フィルター９
に送られる。これら帯域透過フィルターは、多層膜干渉
フィルター等の干渉フィルターで、いずれも中心波長で
の透過率が高く半値幅が２．０〜３、　Ｏｎｍ程度のも
のが望ましい。第１のフィルター８は中心波長が１．５
μｍであり前述のアンモニアガスの特性吸収波長帯１．
４６５〜１．５６０μｍのブロードな吸収波長帯を利用
してアンモニアガス濃度を検知するためのものである。The light from this absorption cell 4 is sent to a low transmission loss optical fiber, for example, a quartz optical fiber 5, via an optical coupler 4b'. Similarly, this silica-based optical fiber is one with low loss. The light further transmitted through the optical fiber 5 passes through an optical coupler 6 and is sent to a beam splitter 7 constituted by a half mirror, and is split into two beams by the beam splitter 7. The first of the two divided luminous fluxes is sent to the first bandpass filter 8, and the other second luminous flux is sent to the second bandpass filter 9.
sent to. These bandpass filters are interference filters such as multilayer film interference filters, and all of them preferably have high transmittance at the center wavelength and a half-width of about 2.0 to 3 Onm. The first filter 8 has a center wavelength of 1.5
μm and the characteristic absorption wavelength band 1 of ammonia gas mentioned above.
This is for detecting ammonia gas concentration using a broad absorption wavelength band of 465 to 1.560 μm.

この第１の帯域透過フィルター８は、光源として１．３
０μｍを発光の中心波長とする発光ダイオードを用いた
場合には、例えば１．．２９５μｍを中心波長とし半値
幅３１１ｍ程度の帯域透過フィルターを用いればよい。This first bandpass filter 8 is used as a light source of 1.3
When using a light emitting diode whose center wavelength of light emission is 0 μm, for example, 1. ．． A band pass filter with a center wavelength of 295 μm and a half width of about 311 m may be used.

つまり発光源の波長帯とアンモニアガスの特性吸収波゛
長帯との関連において第１の帯域透過フィルター８の波
長帯を適宜選択すればよい。この場合、Ｈ２Ｏ。That is, the wavelength band of the first band pass filter 8 may be appropriately selected in relation to the wavelength band of the light emitting source and the characteristic absorption wavelength band of ammonia gas. In this case, H2O.

ＣＯ２ガスの特性吸収波長帯をさけて測定のために利用
する波長帯（上記の第１の帯域透過フィルター８の波長
帯）を選ぶ必要がある。It is necessary to select a wavelength band to be used for measurement (the wavelength band of the first band transmission filter 8 described above) while avoiding the characteristic absorption wavelength band of CO2 gas.

一方第２の帯域透過フィルター９の中心波長は、アンモ
ニアガスの特性吸収波長以外の波長でＨ２ＯやＣＯ２ガ
スの特性吸収を示さない波長を選べばよい。例えば低濃
度のアンモニアガスの検知の場合には、１．５６０μｍ
又は１．４５０μｍがよい。On the other hand, the center wavelength of the second band-pass filter 9 may be selected from a wavelength other than the characteristic absorption wavelength of ammonia gas, which does not exhibit the characteristic absorption of H2O or CO2 gas. For example, in the case of detecting low concentration ammonia gas, 1.560 μm
Or 1.450 μm is good.

以上のような透過波長特性を有する第１．第２の帯域透
過フィルター８，９を配置することによって第１の帯域
透過フィルター８を透過した第１の光束は、アンモニア
ガスの吸収によって強度の低下した１、　５１０μｍを
中心波長としたガウス型の透過波長分布の光となる。一
方第２の帯域透過フィルター９を通った第２の光束は、
アンモニアガスの吸収に無関係な１．４５μｍ又は１．
５６μｍを中心波長（参照波長）としたガウス型の透過
波長分布の光となる。The first one has the above-mentioned transmission wavelength characteristics. By arranging the second band-pass filters 8 and 9, the first light beam transmitted through the first band-pass filter 8 has a Gaussian shape with a center wavelength of 1,510 μm, whose intensity has decreased due to absorption of ammonia gas. The light has a transmission wavelength distribution. On the other hand, the second light flux passing through the second bandpass filter 9 is
1.45 μm or 1.4 μm or 1.5 μm, which is unrelated to ammonia gas absorption.
The light has a Gaussian transmission wavelength distribution with a center wavelength (reference wavelength) of 56 μm.

なお、参照波長用光源として例えば発光の中心波長が１
．４５μｍのＬＥＤをさらに用い、これによって参照波
長のエネルギーを１，５０μｍ帯のＬＥＤを一つ用いた
場合よりも犬にして測定するようにすることも可能であ
る。これによってＬＥＤｉｄ、発光の強度が中心波長よ
りずれるにつれて小さくなるために参照波長の強度が小
になる欠点を除去することが出来る。In addition, as a reference wavelength light source, for example, if the center wavelength of light emission is 1
．． It is also possible to use a 45 μm LED, which allows the energy of the reference wavelength to be measured more accurately than when using a single LED in the 1.50 μm band. This makes it possible to eliminate the drawback that the intensity of the reference wavelength decreases because the intensity of the light emitted by the LED becomes smaller as it deviates from the center wavelength.

続いて第１の帯域透３Ｉ４フィルター８．第２の帯域透
過フィルター９を通った光は、夫々用１の光検出器１０
および第２の光検出器１１に送られて各々電気信号に変
換される。これら検出器１０　、１１としては、検出波
長が１．３〜１．８μＩＴＩのアバランシェフォトダイ
オードやＧｅフォトダイオード等が考えられる。これら
検出器１０　、１１よシの出力信号は、夫々増＠器４２
．１３にで増幅された後にマイクロコンピュータ−等に
て構成された信号処理装Ｍ　１．４に送られる。ここで
前記電気信号の比Ｘおよび１−Ｘから吸光比Ａを求め、
更に前述の式にもとづく演算処理等が行なわれて吸光セ
ル４内に存在する気体中のアンモニアガスの濃度が求め
られ、表示器１５にその結果が表示される。Next, a first bandpass 3I4 filter8. The light passing through the second band pass filter 9 is transmitted to a photodetector 10
and are sent to the second photodetector 11 and converted into electrical signals. As these detectors 10 and 11, an avalanche photodiode or a Ge photodiode with a detection wavelength of 1.3 to 1.8 μITI can be considered. The output signals of these detectors 10 and 11 are sent to an intensifier 42, respectively.
．． After being amplified by M1.13, the signal is sent to a signal processing device M1.4, which includes a microcomputer or the like. Here, the extinction ratio A is determined from the ratio X and 1-X of the electrical signals,
Furthermore, arithmetic processing based on the above-mentioned formula is performed to determine the concentration of ammonia gas in the gas present in the light absorption cell 4, and the result is displayed on the display 15.

第７図は、本発明のアンモニアガス濃度測定装置の第２
の実施例を示すもので、第６図に示す装置と実質的に同
じ部分には同一の符号を付しその詳細な内容の説明は省
略する。この実施例においては、吸収セル４を出た光は
例えば石英系光ファイバーのような低損失の光ファイバ
ー５を通シ、光分岐路１６によって二つの光束に分けら
れ、それぞれ光結合器１７　、１８からチョッパー１９
を経て第１のフィルター８および第２のフィルター９に
送り込まれる点と、第１の光検出器１ｏと第２の光検出
器１１からの電気信号が共に−っの増幅器１２に送り込
捷れる点とにおいて第６図に示す実施例と相違する。こ
の実施例においては、光束がチョッパー１９を経て光検
出器に達するので、光検出器１０　、１１よシの電気信
号は交流にて得られるので増幅等が容易になる利点を有
している。FIG. 7 shows the second part of the ammonia gas concentration measuring device of the present invention.
This shows an embodiment of the present invention, in which substantially the same parts as those of the apparatus shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. In this embodiment, the light exiting the absorption cell 4 passes through a low-loss optical fiber 5 such as a silica-based optical fiber, and is split into two beams by an optical branch 16, each of which is sent from an optical coupler 17, 18. chopper 19
The electric signals from the first photodetector 1o and the second photodetector 11 are sent to the first filter 8 and the second filter 9 through the filter 10, and the electric signals from the first photodetector 1o and the second photodetector 11 are both sent to the amplifier 12 where they are split. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 6 in this respect. In this embodiment, since the light beam reaches the photodetector via the chopper 19, the electrical signals from the photodetectors 10 and 11 are obtained in the form of alternating current, which has the advantage of facilitating amplification.

尚上記の各実施例は、いずれも測定セルが一つであって
、したがって一つの測定地点におけるアンモニアガス濃
度を測定するものである。しかしこれに限ることなく、
一つの発光源よシの光を光分岐路にて複数・の光に分割
し、夫々を別々の光ファイバーによって複数の測定セル
４・・・に伝送することによって複数の地点でのアンモ
ニアガス濃度を同時に測定し得るように構成することも
できる。In each of the above embodiments, there is one measurement cell, and therefore the ammonia gas concentration at one measurement point is measured. However, without being limited to this,
The ammonia gas concentration at multiple points can be measured by dividing the light from one light emitting source into multiple beams using an optical branch path and transmitting each beam to multiple measurement cells 4 through separate optical fibers. It is also possible to configure so that measurements can be made simultaneously.

１１ｇ８図は、本発明の測定装置の第３の実施例を示す
図である。この第３の実施例は、発光源としてＬＤを用
いたもので、例えばアンモニアガスの特性吸収波長帯内
の波長である１、５０μｍを発光の中心波長（測定波長
）とする第１の発光源１ａと前記の特性吸収波長以外の
波長である１、４５μｍを発光の中心波長（参照波長）
とする第２の発光源１ｂとの二つの発光源を用いている
点と多層膜干渉フィルター等の帯域透過フィルター（分
光器）を使用していない点で他の実施例と相違している
。Figure 11g8 is a diagram showing a third embodiment of the measuring device of the present invention. This third embodiment uses an LD as a light emitting source, and the first light emitting source has a center wavelength of light emission (measurement wavelength) of 1.50 μm, which is a wavelength within the characteristic absorption wavelength band of ammonia gas, for example. 1a and 1.45 μm, which is a wavelength other than the characteristic absorption wavelength described above, is the center wavelength of light emission (reference wavelength).
This embodiment is different from the other embodiments in that two light emitting sources are used, including the second light emitting source 1b, and that a bandpass filter (spectroscope) such as a multilayer interference filter is not used.

この実施例では第１の発光源と第２の発光源とよりの光
はチョッパー１９によって交互に送られ光伝送用光ファ
イバー３　ａ　＋　３　ｂ　＋光結合器１６　、他の光
ファイバー３ｃにて伝送されて測定セル４に送られる。In this embodiment, the light from the first light emitting source and the second light emitting source is alternately sent by a chopper 19 and transmitted through the optical fiber 3a + 3b + optical coupler 16 and another optical fiber 3c. and sent to the measurement cell 4.

更に測定セル４を通った光は、光ファイバー５により伝
送されて光検出器１０にて検出される。光検出器１０よ
りの出力電気信号は増幅器Ｉ２にて増幅され信号処理装
置１４にて演算等が行なわれ表示器１５にて濃度が表示
される。尚加はランプ２０ａとフォトダイオード等の受
光器２０ｂよりなシ受光器２０ｂよりの信号にもとづき
検出器１ｏよりの電気信号を判別する。Further, the light passing through the measurement cell 4 is transmitted by an optical fiber 5 and detected by a photodetector 10. The output electrical signal from the photodetector 10 is amplified by an amplifier I2, arithmetic operations are performed by a signal processing device 14, and the concentration is displayed on a display 15. In addition, the electrical signal from the detector 1o is determined based on the signal from the lamp 20a and the light receiver 20b such as a photodiode.

以上説明したように本発明のアンモニアガス濃度の測定
方法によ゛れば、アンモニアガスの特性吸収波長帯で、
光ファイバーの最も低損失な波長領域でしかもＣ０２，
Ｈ２Ｃの吸収帯の存在しない波長帯を選択してアンモニ
アガス濃度を測定するものであるから極めて遠隔な地点
よりｃｏ２．Ｈ２Ｃ等の影響を受けることなく高精度な
測定が可能である。As explained above, according to the method for measuring ammonia gas concentration of the present invention, in the characteristic absorption wavelength band of ammonia gas,
In the wavelength range with the lowest loss of optical fiber, C02,
Since the ammonia gas concentration is measured by selecting a wavelength band in which no H2C absorption band exists, co2. Highly accurate measurement is possible without being affected by H2C or the like.

又本発明の装置によれば、発光源として例えば安定性の
よいＬＥＤを又光伝送路として低損失の石英系光ファイ
バーを、波長選択用分光器として安価な帯域透過フィル
ターを用いたものであるから遠隔地点による測定を電磁
誘導を受けたり、ケーブル断線時の短絡事故を生ずるこ
となしに、しかも広い地域にわたって配置された複数の
吸収セルでの測定を集中監視する場合などに好適である
。Furthermore, according to the device of the present invention, a highly stable LED is used as the light source, a low-loss quartz optical fiber is used as the optical transmission line, and an inexpensive band pass filter is used as the wavelength selection spectrometer. It is suitable for centrally monitoring measurements at a plurality of absorption cells located over a wide area without subjecting measurements at remote locations to electromagnetic induction or causing short-circuit accidents due to cable breakage.

まだ、吸光光度法を利用しての測定であるので実時間測
定が可能であシ、アンモニアガス濃度変動に対して迅速
な対応が可能になる。また波長選択に帯域透過フィルタ
ーを用いているので装置を小型になし得ると共に安価に
することが出来る。更に小形、低電力で冷却などを必要
としない小出方の発光ダイオードを用いても高感度の検
出を達成できる。However, since the measurement uses spectrophotometry, real-time measurement is possible, and rapid response to changes in ammonia gas concentration is possible. Furthermore, since a band pass filter is used for wavelength selection, the device can be made smaller and less expensive. Furthermore, high-sensitivity detection can be achieved even by using small-sized light-emitting diodes that are small, low-power, and do not require cooling.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明に用いる石英系光ファイバーの伝送損失
を示すグラフ、第２図はアンモニアガスのブロードな特
性吸収帯を模式的に示す図、第３図はアンモニアガスの
実際の特性吸収波長を詳細に示した図、第５図はガウス
分布型の帯域透過フィルターを通過した光の強度分布を
示す図、第６図は本発明の装置の一実施例の構成を示す
図、第７図および第８図は夫々第２．第３の実施例の構
成を示す図である。 ｊ・・・発光源、３・・・光ファイバー、４・・・測定
セル、５・・・光ファイバー、７・・・ビームスプリッ
タ−１８・・・第１の帯域透過フィルタ〜、９・・・第
２の帯域透過フィルター、１０・・・第１の光検出器、
１１・・・第２の光検出器、Ｊ２・・・増幅器、１４・
・・信号処理装置、１５・・・表示器、１６・・・光分
岐路、１９・・・チョッパー。 出願人　　１ｊど和電工株式会社 出願人　　稲　場　文　例 代理人　　向　　　寛　二 第６図 第７図 手続補正書 昭木■８年７月ン６日 特許庁長官殿 １　事件の表示 昭和５８年特許願第５５１１６号 ２　発明の名称 アンモニアガス濃度の測定方法およびその装置３　補正
をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都港区芝大門−丁目１３番９号 、（２００）昭和電工株式会社 代表者　岸　本　泰　延 ４代理人 東京都港区虎ノ門２−５−２ １イ白４日　５８　年　６　月　２８　日７　補正の内
容 明細書２１頁】２行目の「・・・・示した図、」と１第
５図は」の間に「第４図は■（２０の吸収波長特注曲線
を示す図、」を挿入する。 手　　続　補　　正　　書 昭＋１］５８年ｑ月６日 特許庁長官殿 １　事件の表示 １１％オＩＪ５８年特許願第５５１１６号２　発明の名
称 アンモニアガス濃度の測定方法およびその装置３　補正
をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都港区芝大門−丁目１３番９号 （２００）昭和電工株式会社 代衣者　岸　本　柴　延 ４代理人 東京都港区虎ノ門２−５−２ ６　補正の対象 ７、　補正の内容 （１）明細書４頁３行目および４頁５行目の「問題」を
いずれも「問題」に訂正する。 （２）明細書５頁３行目および５頁１９行月の「１゜０
」を「１．１」に訂正する。 （３）　　明＃Ｉｌ書５頁８行目ノ「水−１をＦ　７１
＜蒸気」に訂正する。 （４）明細書５頁９行目の「全゛り」を「はとんど」に
訂正する。 （５）明細書５頁１２行月の「伝送中の」を「伝送する
」に訂正する。 （６）明細書５に１２２行目至１３３行目［損失がなく
廻を「損失が少なく」に訂正する。 （７）　　明細斗５貞１３行目の［受けることのない−
１を「受けることの少ない」に訂＋ＪＥする。 （８）明細書６頁１４行月および６頁１７行月のｒ存在
しない。−１をいずれも「極めて小さいか又は存在しな
い。」と訂正する。 （９）明＃１畳６頁ＪＧ行目の「波長領域においてはｊ
　　るを「波長領域においても」に訂正する。　　　　
　　く（１の　明細書７頁８行目の「範長範囲」を「波
長範　（１８）囲」に前圧する。　　　　　　　　　　
　　　　　　′（１１）明細書７頁１２行月の［吸収帯
には個々の吸収　　な帯が」を「吸収帯内には個々の吸
収線が」に訂　（１９）正する。　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　出（１２）明細書８頁ｊ行目の「
吸収を受けるかにょっ　　出て一］を「吸収を受けるか
を測定することにょっ　　して」に訂正する。　　　　
　　　　　　　　　　　　収（１３）明細蛎８頁９行目
の「存在しないＩを「はと　　てと 温 参照波長帯での光」を「測定波長帯の透過光の　　に強
度と参照波長帯での透過光」に訂正する。　　（２０）
（１５）明細書８頁２０行月の［ない−１を「はとんど
な　　　ドい」に削正する。　　　　　　　　　　　　
　　（２１）（１６）　　明細書９頁１０行月の「低濃
ｑを「低濃度」に　　ア訂正する。　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　をことなくＪを「影ｇをほとんど
受けることな」に訂正する。 明細書１０頁２行目乃至３行目の「影響も受けことなし
に」を「影響もほとんど受けることしに」に訂正する。 明細書１００頁１４行月至１９９行目「ＬＤは、高力が
・・・・留意すればよい。Ｊを「ＬＤは、高力が得られ
やすく単色性が強いので発光源とて望ましい。しかしア
ンモニアガスの特性性波長帯のような一見ブロードな波
長帯であつも、発振波長を厳密に選定して安定化するこ
が必要である。すなわち、電源電圧の変動や度変化など
による発振波長の変動がないよう留意する必要かめる。 」に訂正する。 明細ｉ１１頁１８行目乃至１２頁４行目の「ブ・−な波
長帯をもつ・・・・好ましい。」を削除する。 明細書１２２頁１７行月至１３頁７行目の［なお、ンモ
ニアガスの・・・・求めることが出来る。−１削除する
。 正する。 （２３）　　明細書１３頁２０行目の「吸収セル４−１
を「測定セル４」に訂正する。 （２／Ｉ）　　明細書］４頁］行目、６行目、９行目お
よび１１行目の１−吸収セル」をいずれも「測定セル」
に訂正する。 （２５）明細書１５頁５行目のＩＩ、５μｍｌを１１，
５１０ｔｔ　ｍ　ｊに訂正する。 （２Ｇ）明細書］５頁１０行目の「用いた場合には、」
の後に「アンモニアガスの特性吸収波長帯として１．２
８５〜１，３２５μｍ帯を選び」を挿入する。 （２７）明細書１Ｇ頁１行目の「特性吸収を示さない」
を「特性吸収をほとんど示さ々い」に訂正する。 （２８）　　明ａＩ書、＋６頁７行目の「アンモニアガ
スの吸収」を「アンモニアガスによる吸収」に訂正する
。 （ｚ９）明細書１６頁１０行目乃至１１行目の［アンモ
ニアガスの吸収によって強度の−１を「アンモニアガス
による吸収によって一部の強度の」に訂正する。 （３０）　　明細訃１７頁１２行目の「更に前述の式に
もとづ＜’Ｊ　ヲ１ｍ　予めアンモニアの標準ガスで求
めた吸光比Ａとアンモニアガス濃度との関係を利用して
、」に訂正する。 （３１）明細書１７頁］３行目および１７頁２０行目の
［−吸収セル４」をいずれも「測定セル４」に訂正する
。 （：３２）　　明細書１９頁４行目の「１．５０　μｍ
　ｌを１ｍｌ、４９９μｍ」に訂正する。 （３３）明細書２０頁１行目の「判号」を「判別」に訂
正する。 （３４）明細書２０頁７行目の［存在しない−１を「は
とんど存在しない」に訂正する。 （３５）明細書２０頁１０行目の「受けることなく」を
「はとんど受けることなく」に削正する。 （３６）明細書２０頁１７行目の［吸収セル１を「測定
セル」に訂正する。 （３７）明細書２１頁頁７行目の［発光源、−１の後に
「２・・・・光結合器、」を挿入する。 （３８）明細書２１頁１８行目の「５・・・・光ファイ
バー、」の後に「６・・・・光結合器、」を挿入する。 （３９）明細書２２頁２行目の１増幅器、」の後に「１
３・・・・増幅器、」を挿入する。 （４０）明細書２２頁３行目の「分光岐路、−１の後に
「１７・・・・光結合器、１８・・・・光結合器」を挿
入する。 （４１）図面第８図を別紙図面写に朱１ピしたように訂
正（符号２　、２０＋　２０ａ　、　２ｏｂを追加）す
る。Figure 1 is a graph showing the transmission loss of the silica-based optical fiber used in the present invention, Figure 2 is a diagram schematically showing the broad characteristic absorption band of ammonia gas, and Figure 3 is a graph showing the actual characteristic absorption wavelength of ammonia gas. FIG. 5 is a diagram showing the intensity distribution of light passing through a Gaussian distribution type band pass filter, FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the device of the present invention, FIG. Figure 8 shows the 2nd. It is a figure showing the composition of a 3rd example. j... Light emitting source, 3... Optical fiber, 4... Measurement cell, 5... Optical fiber, 7... Beam splitter-18... First band pass filter ~, 9... Third 2 band pass filter, 10... first photodetector,
11... Second photodetector, J2... Amplifier, 14.
...Signal processing device, 15...Display device, 16...Optical branch path, 19...Chopper. Applicant: 1j Dowa Denko Co., Ltd. Applicant: Aya Inaba, Representative: Hiroshi Mukai, Figure 6, Figure 7, Procedural Amendment Document, Aki, July 6, 1988, Mr. Commissioner of the Japan Patent Office, 1 Indication of the Case, 1988 Patent Application No. 55116 2 Name of the invention Method and device for measuring ammonia gas concentration 3 Relationship with the amended party case Patent applicant 13-9 Shiba Daimon-chome, Minato-ku, Tokyo (200) Representative of Showa Denko K.K. Yasushi Kishimoto Nobu 4 Agent 2-5-2 Toranomon, Minato-ku, Tokyo 1 I Haku 4 June 28, 1958 7 Statement of Contents of Amendment Page 21] Line 2: ``The figure shown... ” and 1 “Figure 5 is”, insert “Figure 4 is ■ (a diagram showing 20 custom-made absorption wavelength curves, 1 Indication of the case 11% OIJ58 Patent Application No. 55116 2 Name of the invention Method and device for measuring ammonia gas concentration 3 Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant 13-9 Shiba Daimon-chome, Minato-ku, Tokyo No. (200) Showa Denko Co., Ltd. Representative Nobu Kishimoto Shiba 4 Agent 2-5-2 Toranomon, Minato-ku, Tokyo 6 Subject of amendment 7, Contents of amendment (1) Page 4, line 3 and page 4 of the specification Correct all "problems" in line 5 to "problems." (2) "1゜0" in the month on page 5, line 3 and page 5, line 19 of the specification.
" is corrected to "1.1". (3) Ming #Il, page 5, line 8, “Water-1 F 71
Corrected to ``steam.'' (4) Correct "all" on page 5, line 9 of the specification to "almost". (5) "Transmitting" in the month of page 5, line 12, should be corrected to "transmitting". (6) Lines 122 to 133 in Specification 5 [Correct "without loss" to "with little loss." (7) [Not received-
Correct 1 to “rarely received”+JE. (8) Month on page 6, line 14, and month on page 6, line 17, do not exist. Correct all -1's to "Very small or non-existent." (9) Light #1 tatami page 6 JG line “In the wavelength range
Correct ``also in the wavelength region.''
(The ``length range'' on page 7, line 8 of the specification in 1) is changed to ``wavelength range (18).''
(11) On page 7, line 12 of the specification, ``In the absorption band, there are individual absorption bands'' is corrected to ``In the absorption band, there are individual absorption lines.'' (19)
Outline (12) “In line j of page 8 of the specification
Correct the sentence ``depending on whether it is absorbed'' to ``by measuring whether it is absorbed.''
Collection (13) Specification, page 8, line 9, ``Intensity of transmitted light in the measurement wavelength band and transmitted light in the reference wavelength band'' Correct. (20)
(15) In the month of page 8, line 20 of the specification, [-1 must be deleted to "hatondo na doi".
(21) (16) On page 9 of the specification, line 10, ``Low concentration q'' is corrected to ``Low concentration.''
Correct J without saying, ``Do not receive much of the shadow g.'' In the second and third lines of page 10 of the specification, "without any influence" is corrected to "with almost no influence." Specification, page 100, line 14, line 199: ``LDs have high power...you should keep in mind.'' J is changed to ``LDs are desirable as light-emitting sources because they are easy to obtain high power and have strong monochromaticity. However, even if the wavelength band is seemingly broad, such as the characteristic wavelength band of ammonia gas, it is necessary to strictly select and stabilize the oscillation wavelength.In other words, the oscillation wavelength must be determined by fluctuations in power supply voltage, temperature changes, etc. It is necessary to take care to ensure that there are no fluctuations in the Delete the phrase ``It has a bright wavelength band...preferable.'' from page 11, line 18 to page 12, line 4 of the specification i. Specification page 122, line 17, month to month, page 13, line 7 [Note that ammonia gas can be determined. -1 Delete. Correct. (23) “Absorption cell 4-1” on page 13, line 20 of the specification
is corrected to "Measurement cell 4". (2/I) Specification] Page 4] line 1-absorption cell in lines 6, 9, and 11 are all “measurement cells”
Correct. (25) II, 5 μml on page 15, line 5 of the specification, 11,
Corrected to 510tt m j. (2G) Specification] Page 5, line 10, “When used,”
After "1.2 as the characteristic absorption wavelength band of ammonia gas"
Select the 85-1,325 μm band.'' (27) “Does not exhibit characteristic absorption” on page 1G line 1 of the specification
is corrected to ``There is almost no indication of characteristic absorption.'' (28) In Mei aI, page +6, line 7, "absorption of ammonia gas" is corrected to "absorption by ammonia gas." (z9) On page 16 of the specification, lines 10 to 11, [-1 of the intensity due to absorption of ammonia gas] is corrected to ``part of the intensity due to absorption by ammonia gas.'' (30) On page 17, line 12 of the specification, ``Furthermore, based on the above formula <' correct. (31) [-Absorption cell 4] on the 3rd line of the specification page 17 and on the 20th line of page 17 are both corrected to "measurement cell 4." (:32) “1.50 μm” on page 19, line 4 of the specification
Correct 1 to 1 ml, 499 μm. (33) Correct the "hango" in the first line of page 20 of the specification to "discrimination." (34) In the 7th line of page 20 of the specification, [-1 does not exist] is corrected to "almost does not exist." (35) On page 20, line 10 of the specification, "without receiving" is revised to "without receiving at all." (36) On page 20, line 17 of the specification, [absorption cell 1 is corrected to "measurement cell". (37) On page 21 of the specification, line 7, insert "2... optical coupler" after "light emitting source" -1. (38) Insert "6...Optical coupler," after "5...Optical fiber," on page 21, line 18 of the specification. (39) After “1 amplifier,” on page 22, line 2 of the specification, “1
3. Insert "...amplifier". (40) Insert "17...optical coupler, 18...optical coupler" after "splitting branch, -1" on the third line of page 22 of the specification. (41) Correct Figure 8 of the drawing by adding red 1 pixel to the attached drawing copy (adding codes 2, 20+20a, and 2ob).

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）発光源からの光を伝送損失の小さい光ファイバー
を通して雰囲気ガスの流出入する測定セルへ伝送し、該
測定セルを通った復信の光ファイバーにて伝送して光検
出器にて検出して光吸光光度法にて濃度を検出する方法
で、アンモニアガスの特性吸収波長帯であるｌ、２８５
〜１．３２５μｍ又は１゜４６５〜］、５６０μｍ又は
１．６１５〜１．．６７５μｍの波長帯内の一波長を中
心波長とした少なくとも一つの任意の波長帯の光を測定
光とし前記特性吸収波長帯外の波長を中心波長とする波
長帯の光を参照光とし、前記測定光と前記参照光を検出
器にて検出してその比を求めることによって濃度を測定
することを特徴とするアンモニアガス濃度の測定方法。(1) Light from a light source is transmitted through an optical fiber with low transmission loss to a measurement cell where atmospheric gas flows in and out, and transmitted through a return optical fiber that passes through the measurement cell, and is detected by a photodetector. A method of detecting concentration using spectrophotometry, which is the characteristic absorption wavelength band of ammonia gas, 1, 285.
~1.325 μm or 1°465~], 560 μm or 1.615~1. ．． Light in at least one arbitrary wavelength band whose center wavelength is one wavelength within the 675 μm wavelength band is used as the measurement light, and light in a wavelength band whose center wavelength is a wavelength outside the characteristic absorption wavelength band is used as the reference light, and the measurement A method for measuring ammonia gas concentration, characterized in that the concentration is measured by detecting the light and the reference light with a detector and determining the ratio thereof. （２）　　アンモニアガスの特性吸収波長帯である１゜
２８５〜］、３２５　ｔｔｍ又は１．４６５〜］、　５
６０７１４ｍ又は１゜６１５〜１，６７５μｍの波長領
域内の波長を少なくとも含んでいる波長領域の光を発光
する発光源と、雰囲気ガスの流出入する測定セルと、前
記発光源の光を前記測定セルへ伝送するために用いられ
る前記波長領域での伝送損失の少ない光ファイバーと、
前記測定セルよりの光を前記特性吸収波長帯内の一部の
波長帯のと特性吸収波長帯外の波長帯の光とに分光する
分光器と、前記分光器にて分光された夫々の波長帯の光
を検出する検出器と、前記検出器で検出された信号にも
とづき７Ｍ度を求めるだめの演算処理装置とを備えたア
ンモニアガス濃度測定装置。(2) Characteristic absorption wavelength band of ammonia gas of 1°285~], 325 ttm or 1.465~], 5
a light emitting source that emits light in a wavelength range that includes at least wavelengths in the wavelength range of 60,714 m or 1°615 to 1,675 μm; a measurement cell through which atmospheric gas flows; an optical fiber with low transmission loss in the wavelength range used for transmission to;
a spectrometer that separates the light from the measurement cell into light in a part of the wavelength band within the characteristic absorption wavelength band and light in a wavelength band outside the characteristic absorption wavelength band, and each wavelength separated by the spectrometer; An ammonia gas concentration measuring device comprising a detector for detecting band light and an arithmetic processing unit for calculating 7M degrees based on the signal detected by the detector. （３）　　アンモニアガスの特性吸収波長帯である１゜
２８５〜１．３２５μｍ又はｌ、　４６５〜１．５６０
μｍ又は１゜６１５〜１．６７５μｍのうちに含まれる
波長帯の光を発光するレーザーダイオードと前記特性吸
収波長帯外の波長帯の光を発光するレーザーダイオード
とを含む少なくとも二つのレーザーダイオードよシなる
発光源と、雰囲気ガスの出入流する測定セルと、前記発
光源よりの光を前記測定セルに伝送するだめの伝送損失
の小さい光ファイバーと、前記測定セルを通った光を伝
送する伝送損失の小さい第２の光ファイバーと、前記第
２の光ファイバーにより伝送された光を検出する光検出
器とを備え、前記特性吸収波長帯内の波長帯の光とそれ
以外の波長帯の光とを交互に検出してその強度比を求め
て濃度を測定することを特徴とするアンモニアガス濃度
の測定装置。(3) The characteristic absorption wavelength band of ammonia gas, 1°285 to 1.325 μm or l, 465 to 1.560
At least two laser diodes including a laser diode that emits light in a wavelength band included in μm or 1°615 to 1.675 μm and a laser diode that emits light in a wavelength band outside the characteristic absorption wavelength band. a light emitting source, a measuring cell through which atmospheric gas flows in and out, an optical fiber with low transmission loss for transmitting the light from the light emitting source to the measuring cell, and a low transmission loss optical fiber for transmitting the light passing through the measuring cell. comprising a small second optical fiber and a photodetector that detects the light transmitted by the second optical fiber, and alternately transmits light in a wavelength band within the characteristic absorption wavelength band and light in a wavelength band other than the characteristic absorption wavelength band. An ammonia gas concentration measuring device characterized by detecting and determining the intensity ratio to measure the concentration.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2620228A1 (en) * 1987-09-04 1989-03-10 Trefimetaux Method and device for non-destructive measurement of the cupric (copper (II)) oxide/cuprous (copper (I)) oxide ratio on the oxidised internal wall of a copper tube
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