KR0119776Y1 - Fine gas volume analyzer - Google Patents
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- KR0119776Y1 KR0119776Y1 KR2019920001545U KR920001545U KR0119776Y1 KR 0119776 Y1 KR0119776 Y1 KR 0119776Y1 KR 2019920001545 U KR2019920001545 U KR 2019920001545U KR 920001545 U KR920001545 U KR 920001545U KR 0119776 Y1 KR0119776 Y1 KR 0119776Y1
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Abstract
본 고안은 광원(10), 상기 광원(10)에서 나온 광선이 통과하는 구멍(20')이 형성된 전반사거울(20), 상기 구멍(20')에서 나온 광선을 편광하는 편광빔 스플리터(30), 상기 편광빔 스플리터(30)를 투과한 광선이 통과하는 측정가스셀(40), 상기 측정가스셀(40)을 통과한 광선의 편광각도를 조정하는 포켓셀(50) 및 상기 포켓셀(50)을 통과한 광선을 다시 상기 포켓셀(50)로 직접반사하는 전반사거울(60)이 상기 광원(10)에서 나온 광선의 광로를 따라 배치되고, 상기 광원(10)에서 나온 광선의 광로의 수직방향을 따라 상기 편광빔 스플리터(30)에서 편광된 광선을 집속하는 집속렌즈(70) 및 상기 집속렌즈(70)에 의해 집속된 광선을 검출하는 검출기(80)가 배치되어 구성되는 미세 가스량 분석기에 관한 것이다. 본 고안은 처음에 광원에서 나온 파와 이후에 연속적으로 광원에서 나오는 파가 겹쳐짐으로 인해 신호가 커지기 때문에 전반사거울과 편광빔 스플리터 및 포켓셀에서 손실되는 양을 보상하고도 충분히 큰 세기의 광선이 검출기로 들어오게되며, 측정시 단한번만 포켓셀에 전압을 걸어줌으로써 매우 편리하다.The present invention is a light source 10, a total reflection mirror 20 formed with a hole 20 'through which light rays from the light source 10 pass, and a polarizing beam splitter 30 for polarizing light rays emitted from the hole 20'. A measuring gas cell 40 through which the light beams passing through the polarizing beam splitter 30 pass, a pocket cell 50 for adjusting the polarization angle of the light beams passing through the measuring gas cell 40, and the pocket cell 50. The total reflection mirror 60 reflecting the light beam passing through the back light directly to the pocket cell 50 is disposed along the light path of the light beam emitted from the light source 10, and is perpendicular to the light path of the light beam emitted from the light source 10. A fine gas amount analyzer configured to include a focusing lens 70 for focusing light rays polarized by the polarization beam splitter 30 along a direction and a detector 80 for detecting light beams focused by the focusing lens 70. It is about. The present invention increases the signal due to the overlap of the wave from the light source at first and subsequently from the light source, so that the light beam is sufficiently large enough to compensate for the total loss in the total reflection mirror, the polarizing beam splitter, and the pocket cell. It is very convenient to apply voltage to the pocket cell only once when measuring.
Description
제 1 도는 종래의 미세 가스량 분석기의 구성도.1 is a block diagram of a conventional fine gas amount analyzer.
제 2 도는 본 고안에 따른 미세 가스량 분석기의 구성도.2 is a block diagram of a fine gas amount analyzer according to the present invention.
제 3 도는 포켓셀에 전압을 인가하기 위한 회로도 및 파형도.3 is a circuit diagram and a waveform diagram for applying a voltage to a pocket cell.
* 도면의 주요부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawings
10 : 광원20,60 : 전반사거울10: light source 20, 60: total reflection mirror
20' : 구멍30 : 편광빔 스플리터20 ': hole 30: polarization beam splitter
40 : 측정가스셀50 : 포켓셀40: measuring gas cell 50: pocket cell
70 : 접속렌즈80 : 검출기70: connection lens 80: detector
본 고안은 미세 가스량 분석기에 관한 것으로, 특히 대기가스 측정에 적당한 미세 가스량 분석기에 관한 것이다.The present invention relates to a fine gas amount analyzer, and more particularly to a fine gas amount analyzer suitable for measuring atmospheric gas.
대기중의 특정가스의 양은 대단히 적기 때문에 이 미세한 가스량은 정밀하게 측정되어야 한다. 미세 가스량은 여러가지 방법으로 측정된다. 예를 들어, 아황산가스의 경우에는 불꽃 광도법 또는 자외선 형광법으로 측정하고, 질소산화물의 경우에는 화학 발광법으로 측정한다. 굴뚝의 배기가스중의 아황산가스, 질소산화물, 이산화탄소 및 일산화탄소, 탄화수소등은 비분산 적외선법으로 측정한다.Since the amount of specific gas in the atmosphere is very small, this minute amount of gas must be measured precisely. The amount of fine gas is measured by various methods. For example, sulfur dioxide is measured by flame photometry or ultraviolet fluorescence, and nitrogen oxide by chemiluminescence. Sulfur dioxide, nitrogen oxides, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrocarbons in the flue-gases of chimneys are measured by non-dispersive infrared method.
종래의 미세 가스량 분석기는, 제 1 도에 도시한 바와같이, 광원(1)과, 광원(1)에서 나온 광선을 편광하는 편광빔 스플리터(2)와, 편광빔 스플리터(2)를 투과한 광선의 편광각도를 조정하는 포켓셀(3)와, 포켓셀(3)을 통과한 광선을 반사하는 전반사거울(4)과, 전반사거울(4)에서 반사된 광선이 통과하는 측정가스셀(5)과, 측정가스셀(5)를 통과한 광선을 편광빔 스플리터(2)로 다시 반사하는 전반사거울(6)과, 편광빔 스플리터(2)에 의해 편광된 광선을 집속하는 집속렌즈(7)와, 집속렌즈(7)에 의해 집속된 광선을 검출하는 검출기(8)로 구성된다. 광원(1)에서 나온 광선은 편광빔 스플리터(2)에 의해 S 편광 및 P 편광으로 분리된다. 여기서, S 편광은 반사되고 P 편광은 편광빔 스플리터(2)을 투과한 후, 포켓셀(3)에 전압이 인가됨에 따라, 포켓셀(3)에 의해 S 편광으로 바뀐 다음 전반사거울(4)에 의해 반사된다. 전반사거울(4)에 의해 반사된 S 편광 광선은 측정가스셀(5)을 지난 후 전반사거울(4)에 의해 다시 편광빔 스플리터(2)로 향하게 된다. 편광빔 스플리터(2)로 향하는 이 S 편광 광선은 편광빔 스플리터(2)에 의해 재반사되어 측정가스셀(5)을 지나는 순환을 반복하게 된다. 이러한 순환되는 S 편광 광선은, 포켓셀(3)에 전압이 재인가됨에 따라, 포켓셀(3)에 의해 P 편광으로 변환된 후 편광빔 스플리터(2)를 투과하여 집속렌즈(7)를 지나 검출기(8)로 들어간다. 포켓셀(3)에는 약 1μsec의 펄스전압이 인가된다.In the conventional fine gas amount analyzer, as shown in FIG. 1, a light source 1, a polarizing beam splitter 2 for polarizing light rays emitted from the light source 1, and a light beam passing through the polarizing beam splitter 2 Pocket cell (3) for adjusting the polarization angle of the light, the total reflection mirror (4) reflecting the light beams passing through the pocket cell (3), and the measurement gas cell (5) through which the light beams reflected from the total reflection mirror (4) pass And a total reflection mirror 6 for reflecting the light beams passing through the measuring gas cell 5 back to the polarization beam splitter 2, and a focusing lens 7 for focusing the light polarized by the polarization beam splitter 2; And a detector 8 for detecting the light beam focused by the focusing lens 7. Light rays emitted from the light source 1 are separated into S-polarized light and P-polarized light by the polarizing beam splitter 2. Here, after the S-polarized light is reflected and the P-polarized light is transmitted through the polarization beam splitter 2, as the voltage is applied to the pocket cell 3, the S-polarized light is changed to the S polarized light by the pocket cell 3 and then the total reflection mirror 4 is applied. Is reflected by. The S-polarized light reflected by the total reflection mirror 4 is directed by the total reflection mirror 4 to the polarization beam splitter 2 after passing through the measuring gas cell 5. This S-polarized light beam directed to the polarizing beam splitter 2 is reflected back by the polarizing beam splitter 2 to repeat the circulation through the measuring gas cell 5. This circulated S-polarized light beam is converted into P-polarized light by the pocket cell 3 as the voltage is reapplied, and then passes through the polarizing beam splitter 2 and passes through the focusing lens 7. Enter the detector 8. A pulse voltage of about 1 mu sec is applied to the pocket cell 3.
그러나, 광원(1)에서 나온 광선중 편광빔 스플리터(2)에 의해 편광되어 편광빔 스플리터(2)를 투과하는 P 편광 광선이 위에 설명한 바와같이 여러번 순환하는 동안 측정가스셀(5)을 통과하면서 특정파장이 흡수되어 그 파장의 세기가 약해지게 되고 포켓셀(3)과 전반사거울(4,6) 및 편광빔 스플리터(2)에서 손실이 일어남에 따라 흡수되지 않은 파장이 많이 줄어든 상태로 검출됨으로써, 미세한 가스량을 검출하는 경우, 흡수된 파장과 흡수되다 않은 파장간의 차이가 현격하게 나타나지 않게 되는 결점이 있었다. 또한 약 1μsec의 펄스전압을 일회이상 포켓셀(3)에 인가해야만 하는 불편함이 있었다.However, the P-polarized light, which is polarized by the polarization beam splitter 2 and transmitted through the polarization beam splitter 2, out of the light beam 1 passes through the measuring gas cell 5 during a cycle of the light several times as described above. As a specific wavelength is absorbed, the intensity of the wavelength is weakened, and as the loss occurs in the pocket cell 3, the total reflection mirrors 4, 6, and the polarization beam splitter 2, the unabsorbed wavelength is detected in a reduced state. In the case of detecting a small amount of gas, there is a drawback that the difference between the absorbed wavelength and the non-absorbed wavelength does not appear significantly. In addition, there was an inconvenience in that a pulse voltage of about 1 mu sec should be applied to the pocket cell 3 at least once.
본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 해소가기 위해 안출한 것으로, 광선의 세기가 약해지는 것을 방지하기 위해 광원으로부터 계속해서 광선이 공급되고 포켓셀에 단 한번의 전압이 인가되는 미세 가스량 분석기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, and to provide a fine gas amount analyzer that is continuously supplied with light from the light source and only one voltage is applied to the pocket cell to prevent the light intensity from weakening. For the purpose of
이러한 목적을 달성하기 위해, 광원, 광원에서 나온 광선이 통과하는 구멍이 형성된 전반사거울, 구멍에서 나온 광선을 편광하는 편광빔 스플리터, 편광빔 스플리터를 투과한 광선이 통과하는 측정가스셀, 측정가스셀을 통과한 광선의 편광각도를 조정하는 포켓셀 및 포켓셀을 통과한 광선을 다시 포켓셀로 직접반사하는 전반사거울이 광원에서 나온 광선의 광로를 따라 배치되고, 광원에서 나온 광선의 광로의 수직방향을 따라 편광빔 스플리터에서 편광된 광선을 집속하는 집속렌즈 및 집속된 광선을 검출하는 검출기가 배치됨으로써 구성되는 미세 가스량 분석기가 제공된다.To achieve this purpose, a light source, a total reflection mirror having a hole through which light rays pass from the light source pass, a polarizing beam splitter that polarizes the light beams from the hole, a measuring gas cell through which the light beams passing through the polarizing beam splitter pass, and a measuring gas cell A pocket cell for adjusting the polarization angle of the light beam passing through the beam and a total reflection mirror reflecting the light beam passing through the pocket cell directly back into the pocket cell are disposed along the light path of the light beam from the light source, and the vertical direction of the light path of the light beam from the light source. According to the present invention, there is provided a fine gas amount analyzer configured by disposing a focusing lens for focusing polarized light beams in a polarizing beam splitter and a detector for detecting the focused light beams.
이하, 첨부단면을 통해 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through the attached cross section.
제 2 도는 본 고안에 따른 미세 가스량 분석기의 구성을 보인 것이다. 미세 가스량 분석기는 광원(10), 광원(10)에서 나온 광선이 통과하는 구멍(20')에 형성된 전반사거울(20), 구멍(20')에서 나온 광선을 편광하는 편광빔 스플리터(30), 편광빔 스플리터(30)를 투과한 광선이 통과하는 측정가스셀(40), 측정가스셀(40)을 통과한 광선의 편광각도를 조정하는 포켓셀(50) 및 (50)을 통과한 광선을 다시 포켓셀(50)로 직접반사하는 전반사거울(60), 편광빔 스플리터(30)에서 편광된 광선을 집속되는 집속렌즈 (70) 및 집속렌즈(70)에 의해 집속된 광선을 검출하는 검출기(80)로 구성된다.Figure 2 shows the configuration of a fine gas amount analyzer according to the present invention. The fine gas amount analyzer includes a light source 10, a total reflection mirror 20 formed in a hole 20 ′ through which light rays from the light source 10 pass, a polarizing beam splitter 30 that polarizes light rays emitted from the hole 20 ′, The measuring gas cell 40 through which the light beams passing through the polarizing beam splitter 30 pass, and the light beams passing through the pocket cells 50 and 50 for adjusting the polarization angles of the light beams passing through the measuring gas cell 40. A detector for detecting the light beam focused by the total reflection mirror 60 directly reflecting back to the pocket cell 50, the focusing lens 70 focusing the polarized light beams from the polarization beam splitter 30, and the focusing lens 70 ( 80).
제 3 도는 포켓셀에 전압을 인가하기 위한 회로도 및 파형도를 보인 것이다. 포켓셀(50)에 전압을 인가하기 위한 회로는 전원부(A),변압부(B), 정류부(C) 및 출력부(D)로 구성된다. 전원부(A)의 트랜지스터(TR1,TR4), (TR2,TR3)의 온/오프에 의해 변압부(B)의 전압(V1)은 (가)의 파형과 동일하게 나타나며, 이 전압(V1)에 의해 전압(V2)은 전압(V1)보다 수 킬로볼트 이상인 값으로 된다. 이는 (나)의 파형과 같다. 변압부(B)의 전압은 다이오드(Dc)와 콘덴서(Cc)로 구성된 정류부(C)를 통해 평활되어 (다)와 동일한 파형을 나타낸다. 출력부(D)의 트랜지스터(TR5)는 (라)의 파형으로 나타낸 바와같이 (가)의 파형과 동일하게 온/오프되어 (마)와 동일한 파형의 출력으로 포켓셀(50)을 구동시킨다.3 is a circuit diagram and a waveform diagram for applying a voltage to a pocket cell. The circuit for applying a voltage to the pocket cell 50 is composed of a power supply unit A, a transformer unit B, a rectifier unit C and an output unit D. By turning on / off the transistors TR1, TR4 and TR2, TR3 of the power supply unit A, the voltage V 1 of the transformer B appears in the same manner as the waveform of (a), and this voltage (V 1). ), The voltage V 2 becomes a value several kilovolts or more higher than the voltage V 1 . This is the same as the waveform of (b). The voltage of the transformer section B is smoothed through the rectifying section C composed of the diode Dc and the condenser Cc to exhibit the same waveform as (C). The transistor TR5 of the output unit D is turned on / off in the same manner as the waveform of (a) to drive the pocket cell 50 with the output of the same waveform as (e).
본 고안에 따른 장치를 동작시키기 위해서는 광원(10) 및 포켓셀(50)에 전압을 각기 다른 시간동안에 인가해야만 한다. 본 고안에 있어서는, 중앙처리장치(도시안됨)에 의해 광원(10) 및 포켓셀(50)에 각각 전압이 인가된다. 예를 들어 광원(10)에 전압이 인가될 경우, 중앙처리장치에 의해 포켓셀(50)에는 전압이 인가되지 않고, 광원(10)에 전압의 인가가 중단되면 포켓셀(50)에 전압이 인가되는 구성을 취한다. 광원(10)에 전압이 인가되는 시간은 사전에 설정된다.In order to operate the device according to the present invention, a voltage must be applied to the light source 10 and the pocket cell 50 at different times. In the present invention, a voltage is applied to the light source 10 and the pocket cell 50 by a central processing unit (not shown). For example, when a voltage is applied to the light source 10, no voltage is applied to the pocket cell 50 by the central processing unit, and when the application of the voltage to the light source 10 is stopped, the voltage is applied to the pocket cell 50. Take an approved configuration. The time for which the voltage is applied to the light source 10 is set in advance.
이와같이 구성되는 본 고안의 작용 및 효과를 설명하기로 한다. 제 2 도에서, 광원(10)에 전압이 인가되면서 광원(10)으로부터 나온 비편광된 백색광(또는 적외선이나 자외선)은 구멍(20')이 뚫린 전반사거울(20)을 지나 편광빔 스플리터(30)에 이른다. 이 편광빔 스플리터(30)에서 수직편광성분(S 편광)은 반사되고 수평편광성분(P 편광)은 투과된다. 투과된 수평편광성분은 측정가스셀(40)을 통과하면서 특정파장이 흡수되며 전압이 걸려있지 않은 포켓셀(50)을 지난다. 이 광선은 다시 전반사거울(60)에서 반사된 후 다시 포켓셀(50), 측정가스셀(40), 편광빔 스플리터(30) 및 전반사거울(20)간을 왕복한다. 이러한 왕복은 수천회에 걸쳐 이루어진다. 구멍(20')을 통해 빠져나가는 광선이 50% 이하이면 두 전반사거울(20,60) 사이를 왕복하는 광의 세기는 점점 더 증가하게 된다.The operation and effects of the present invention configured as described above will be described. In FIG. 2, unpolarized white light (or infrared or ultraviolet light) emitted from the light source 10 while voltage is applied to the light source 10 passes through the total reflection mirror 20 through which the hole 20 ′ is polarized beam splitter 30. ) In this polarization beam splitter 30, the vertical polarization component (S polarization) is reflected and the horizontal polarization component (P polarization) is transmitted. The transmitted horizontal polarization component passes through the measurement gas cell 40 and passes through the pocket cell 50 in which a specific wavelength is absorbed and no voltage is applied. The light beam is reflected by the total reflection mirror 60 and then reciprocates between the pocket cell 50, the measurement gas cell 40, the polarizing beam splitter 30, and the total reflection mirror 20. This round trip is thousands of times. If the light exiting through the hole 20 'is less than or equal to 50%, the intensity of the light reciprocating between the two total reflection mirrors 20 and 60 increases.
사전설정된 시간이 경과한 후, 광원(10)에 대한 전압의 인가가 중단되면, 중앙처리장치에 의해 포켓셀(50)에 전압이 인가된다. 포켓셀(50)에 전압이 인가되면 포켓셀(50)은 포켓셀(50)을 통과하는 광선을 45도 편광시킨다. 45도 편광된 상태로 포켓셀(50)을 빠져나간 광선은 전반사거울(60)에 의해 반사되어 다시 포켓셀(50)을 통과하면서 45도 편광됨으로써 수평편광성분(P 편광)이 수직편광성분(S 편광)으로 변환된 다음 편광빔 스플리터(30)에 의해 전반사되어 집속렌즈(70)를 지나 검출기(80)로 들어간다.After the predetermined time has elapsed, when the application of the voltage to the light source 10 is stopped, the voltage is applied to the pocket cell 50 by the central processing unit. When a voltage is applied to the pocket cell 50, the pocket cell 50 polarizes a light beam passing through the pocket cell 50 by 45 degrees. The light rays exiting the pocket cell 50 in a 45-degree polarized state are reflected by the total reflection mirror 60, and then pass through the pocket cell 50 to be 45-degree polarized light so that the horizontal polarization component (P polarization) is vertically polarized component ( S polarized light) and then totally reflected by the polarizing beam splitter 30 to pass through the focusing lens 70 and enter the detector 80.
이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 광원에 사전설정된 시간동안 전압이 인가되면, 처음에 광원에서 나온 파와 이후에 연속적으로 광원에서 나오는 파가 겹쳐짐으로 인해 신호가 커지기 때문에 전반사거울과 편광빔 스플리터 및 포켓셀에서 손실되는 양을 보상하고도 충분히 큰 세기의 광선이 검출기로 들어오게되며, 측정시 단 한번만 포켓셀에 전압을 걸어줌으로써 매우 편리하다는 효과를 갖는다.As described above, when the voltage is applied to the light source for a predetermined time, the total reflection mirror, the polarizing beam splitter, and the pocket are increased because the signal is large due to the overlap of the wave from the light source and the wave from the light source continuously. A large enough ray of light is introduced into the detector to compensate for the amount lost in the cell, and it is very convenient to apply voltage to the pocket cell only once during measurement.
상기에서는 일회의 가스측정과 관련하여 설명되었지만, 측정을 연속하여 여러차례 반복하고자 할 경우, 사전설정된 주기로 광원에 전압을 인가하면 된다. 즉 일정 시간간격으로 광원을 온/오프시키고, 중앙처리장치에 의해 광원이 오프되었을 때 포켓셀이 온되도록 하면, 수회의 측정을 용이하게 수행할 수 있다. 또한 광원(10)의 전방에 광로를 따라 광원(10)에서 나온 광선을 시준하는 시준렌즈를 설치하여 편광빔 스플리터(30)로 향하는 광선을 집중시킬 수도 있다.Although described above in connection with a single gas measurement, if the measurement is to be repeated several times in succession, a voltage may be applied to the light source at a predetermined cycle. That is, if the light source is turned on / off at a predetermined time interval and the pocket cell is turned on when the light source is turned off by the central processing unit, several measurements can be easily performed. In addition, by installing a collimating lens for collimating the light emitted from the light source 10 along the optical path in front of the light source 10 may be focused on the light beam toward the polarizing beam splitter 30.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR2019920001545U KR0119776Y1 (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Fine gas volume analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019920001545U KR0119776Y1 (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Fine gas volume analyzer |
Publications (2)
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| KR930018538U KR930018538U (en) | 1993-08-21 |
| KR0119776Y1 true KR0119776Y1 (en) | 1998-07-01 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR2019920001545U KR0119776Y1 (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Fine gas volume analyzer |
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- 1992-01-31 KR KR2019920001545U patent/KR0119776Y1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR930018538U (en) | 1993-08-21 |
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