JP2001021492A - 光変調式分析計 - Google Patents
光変調式分析計Info
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- JP2001021492A JP2001021492A JP11195304A JP19530499A JP2001021492A JP 2001021492 A JP2001021492 A JP 2001021492A JP 11195304 A JP11195304 A JP 11195304A JP 19530499 A JP19530499 A JP 19530499A JP 2001021492 A JP2001021492 A JP 2001021492A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンデンサマイクロフォン型検出器の出力を
高い精度でディジタル変換する。 【解決手段】 光源１０、１１から放射されてリファン
レンスセル１２およびサンプルセル１３を介してコンデ
ンサマイクロフォン型検出器１４に与えられる赤外線
を、回転する羽根体１６で変調する。この際、羽根体１
６をステッピングモータ１７で回転駆動することによ
り、コンデンサマイクロフォン型検出器１４に入射する
光量を階段状に徐々に増減させつつ周期的に変化させ
る。
高い精度でディジタル変換する。 【解決手段】 光源１０、１１から放射されてリファン
レンスセル１２およびサンプルセル１３を介してコンデ
ンサマイクロフォン型検出器１４に与えられる赤外線
を、回転する羽根体１６で変調する。この際、羽根体１
６をステッピングモータ１７で回転駆動することによ
り、コンデンサマイクロフォン型検出器１４に入射する
光量を階段状に徐々に増減させつつ周期的に変化させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光変調式分析計に
関し、特に出力信号がディジタル変換される場合に用い
て好適な光変調式分析計に関する。
関し、特に出力信号がディジタル変換される場合に用い
て好適な光変調式分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】分析対象であるガスが流通するサンプル
セルに赤外線を照射し、サンプルガス中の特定成分によ
る赤外線の特定波長の吸収量をコンデンサマイクロフォ
ン型などの光量差検出器で検出することにより、その特
定成分の濃度や量を測定する赤外線ガス分析計が知られ
ている。このような赤外線ガス分析計において、例えば
特開平９−３１８５３３号公報に記載されているよう
に、サンプルセル内に導かれたサンプルガスに照射され
る赤外光を回転式チョッパで周期的に遮断して光変調す
る技術が知られている。
セルに赤外線を照射し、サンプルガス中の特定成分によ
る赤外線の特定波長の吸収量をコンデンサマイクロフォ
ン型などの光量差検出器で検出することにより、その特
定成分の濃度や量を測定する赤外線ガス分析計が知られ
ている。このような赤外線ガス分析計において、例えば
特開平９−３１８５３３号公報に記載されているよう
に、サンプルセル内に導かれたサンプルガスに照射され
る赤外光を回転式チョッパで周期的に遮断して光変調す
る技術が知られている。
【０００３】かかる光変調を行うことにより、長期間の
使用によって生じる検出器の平衡点の移動やサンプルセ
ルの汚染などの影響によって現れる検出信号の直流成分
の変動を避けることができるとともに、サンプルセル中
に導入されたサンプルガスの濃度変化分のみを検出して
大きな増幅率で検出信号を増幅できるようになる。
使用によって生じる検出器の平衡点の移動やサンプルセ
ルの汚染などの影響によって現れる検出信号の直流成分
の変動を避けることができるとともに、サンプルセル中
に導入されたサンプルガスの濃度変化分のみを検出して
大きな増幅率で検出信号を増幅できるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したような光変調
式分析計において、検出器の出力信号をディジタル信号
として取り出すことが望まれる場合には、検出器の後段
にＡＤ変換器などが接続されてアナログ信号である検出
器の出力信号がディジタル変換される。
式分析計において、検出器の出力信号をディジタル信号
として取り出すことが望まれる場合には、検出器の後段
にＡＤ変換器などが接続されてアナログ信号である検出
器の出力信号がディジタル変換される。
【０００５】しかしながら、上記公報の技術によると、
入力信号である赤外線が常に同じ角速度で連続的に回転
する回転式チョッパにより変調されるので、測定対象に
対する入射光量が常に大きく変化し、測定対象の光吸収
による光量変化がそれと比べて僅かであることから、入
射光量自体の微小な変化が測定値の安定性に影響するこ
とがある。また、検出器の出力信号の変換においても、
入射光量の変化に対応したディジタル値を処理するため
には光量変化が微小な場合に高精度でのディジタル変換
ができず、精度の高いディジタル検出値が得られないと
いう問題がある。
入力信号である赤外線が常に同じ角速度で連続的に回転
する回転式チョッパにより変調されるので、測定対象に
対する入射光量が常に大きく変化し、測定対象の光吸収
による光量変化がそれと比べて僅かであることから、入
射光量自体の微小な変化が測定値の安定性に影響するこ
とがある。また、検出器の出力信号の変換においても、
入射光量の変化に対応したディジタル値を処理するため
には光量変化が微小な場合に高精度でのディジタル変換
ができず、精度の高いディジタル検出値が得られないと
いう問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、精度の高いディ
ジタル検出値を得ることが可能な光変調式分析計を提供
することである。
ジタル検出値を得ることが可能な光変調式分析計を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の光変調式分析計は、分析対象に光を照射
するための光源と、分析対象での吸光度に応じた出力信
号を生成する検出手段と、前記検出手段に入射する光量
を階段状に徐々に増減させつつ周期的に変化させる光変
調手段とを備えていることを特徴とするものである。
に、請求項１の光変調式分析計は、分析対象に光を照射
するための光源と、分析対象での吸光度に応じた出力信
号を生成する検出手段と、前記検出手段に入射する光量
を階段状に徐々に増減させつつ周期的に変化させる光変
調手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】請求項１によると、光変調手段が検出手段
に入射する光量を階段状に徐々に増減させつつ周期的に
変化させるので、検出部の出力信号もこれに対応して階
段状に徐々に増減しつつ周期的に変化することになる。
そのため、検出部の出力信号が一定であって変化しない
期間にそのディジタル変換を行うことによって、精度の
高いディジタル検出値を得ることが可能となる。
に入射する光量を階段状に徐々に増減させつつ周期的に
変化させるので、検出部の出力信号もこれに対応して階
段状に徐々に増減しつつ周期的に変化することになる。
そのため、検出部の出力信号が一定であって変化しない
期間にそのディジタル変換を行うことによって、精度の
高いディジタル検出値を得ることが可能となる。
【０００９】また、光変調手段を備えているために、検
出信号の直流成分の変動を避けることができるととも
に、サンプルガスの濃度変化分のみを検出して大きな増
幅率で検出信号を増幅することが可能である。
出信号の直流成分の変動を避けることができるととも
に、サンプルガスの濃度変化分のみを検出して大きな増
幅率で検出信号を増幅することが可能である。
【００１０】また、請求項２の光変調式分析計は、前記
光変調手段が、前記光源からの光の前記検出手段側への
通過面積を変更することが可能な遮蔽体と、前記遮蔽体
を間欠的に駆動することが可能な駆動手段とを備えたチ
ョッパ装置であることを特徴とするものである。
光変調手段が、前記光源からの光の前記検出手段側への
通過面積を変更することが可能な遮蔽体と、前記遮蔽体
を間欠的に駆動することが可能な駆動手段とを備えたチ
ョッパ装置であることを特徴とするものである。
【００１１】請求項２によると、駆動手段によって遮蔽
体を間欠的に駆動して検出手段側への光の通過面積を変
更することにより、検出手段に入射する光量を階段状に
徐々に増減させつつ周期的に変化させることが可能にな
る。そのため、光源の光強度を制御するなどの他の手段
よりも光変調手段の構成を比較的簡単にすることができ
る。
体を間欠的に駆動して検出手段側への光の通過面積を変
更することにより、検出手段に入射する光量を階段状に
徐々に増減させつつ周期的に変化させることが可能にな
る。そのため、光源の光強度を制御するなどの他の手段
よりも光変調手段の構成を比較的簡単にすることができ
る。
【００１２】また、請求項３の光変調式分析計は、前記
検出手段で生成された出力信号をディジタル変換するた
めのディジタル変換手段をさらに備えており、前記検出
手段に入射する光量が一定の期間に前記ディジタル変換
が行われるように、前記ディジタル変換手段と前記光変
調手段とを同期させるようにしたことを特徴とするもの
である。
検出手段で生成された出力信号をディジタル変換するた
めのディジタル変換手段をさらに備えており、前記検出
手段に入射する光量が一定の期間に前記ディジタル変換
が行われるように、前記ディジタル変換手段と前記光変
調手段とを同期させるようにしたことを特徴とするもの
である。
【００１３】請求項３によると、検出手段に入射する光
量が一定の期間にディジタル変換が行われるように、デ
ィジタル変換手段と光変調手段とを同期させるようにし
たので、間違ったタイミングでディジタル変換を行うこ
とがなくなり、より正確な高い信頼性のディジタル検出
値を得ることが可能となる。
量が一定の期間にディジタル変換が行われるように、デ
ィジタル変換手段と光変調手段とを同期させるようにし
たので、間違ったタイミングでディジタル変換を行うこ
とがなくなり、より正確な高い信頼性のディジタル検出
値を得ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しつつ説明する。
について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施の形態の光変調式
分析計であるガス分析計の概略的な模式図である。図１
に示されたガス分析計１は、光源１０、１１と、レファ
レンスセル１２と、サンプルセル１３と、コンデンサマ
イクロフォン型検出器１４と、プリアンプ１５と、光変
調手段としてのチョッパ装置１８と、ＡＤ変換器１９と
を有している。
分析計であるガス分析計の概略的な模式図である。図１
に示されたガス分析計１は、光源１０、１１と、レファ
レンスセル１２と、サンプルセル１３と、コンデンサマ
イクロフォン型検出器１４と、プリアンプ１５と、光変
調手段としてのチョッパ装置１８と、ＡＤ変換器１９と
を有している。
【００１６】ニクロム線などを発光部として有する光源
１０、１１は、それぞれレファレンスセル１２およびサ
ンプルセル１３に対して赤外線を放射する。レファレン
スセル１２およびサンプルセル１３は、ともにステンレ
ス鋼などの適宜の材料で形成された筒状のセルであっ
て、その両端は赤外線透過性に優れた材料で閉塞されて
いる。レファレンスセル１２には、窒素ガス（Ｎ2 ）な
どの赤外線を吸収しないリファレンスガスが封入されて
いる。また、サンプルセル１３には、分析対象であるサ
ンプルガスが供給口１３ａから連続的に供給され、排出
口１３ｂから排出される。サンプルセル１３では、サン
プルガスに照射された赤外線がサンプルガスの濃度に応
じた分だけ吸収される。
１０、１１は、それぞれレファレンスセル１２およびサ
ンプルセル１３に対して赤外線を放射する。レファレン
スセル１２およびサンプルセル１３は、ともにステンレ
ス鋼などの適宜の材料で形成された筒状のセルであっ
て、その両端は赤外線透過性に優れた材料で閉塞されて
いる。レファレンスセル１２には、窒素ガス（Ｎ2 ）な
どの赤外線を吸収しないリファレンスガスが封入されて
いる。また、サンプルセル１３には、分析対象であるサ
ンプルガスが供給口１３ａから連続的に供給され、排出
口１３ｂから排出される。サンプルセル１３では、サン
プルガスに照射された赤外線がサンプルガスの濃度に応
じた分だけ吸収される。
【００１７】コンデンサマイクロフォン型検出器１４
は、チタンなどの金属ダイヤフラムからなる可動電極１
４ｃによって仕切られた２つの受光室１４ａ、１４ｂを
有している。受光室１４ａ、１４ｂのいずれか一方に
は、可動電極１４ｃと対向するように固定電極（図示せ
ず）が設けられており、可動電極１４ｃと固定電極とに
よってコンデンサが構成されている。また、受光室１４
ａ、１４ｂは可動電極１４ｃに設けられた細孔（図示せ
ず）によって連通しているとともに、これら受光室１４
ａ、１４ｂの内部にはサンプルガスまたはそれと同等の
ガスが充填されている。
は、チタンなどの金属ダイヤフラムからなる可動電極１
４ｃによって仕切られた２つの受光室１４ａ、１４ｂを
有している。受光室１４ａ、１４ｂのいずれか一方に
は、可動電極１４ｃと対向するように固定電極（図示せ
ず）が設けられており、可動電極１４ｃと固定電極とに
よってコンデンサが構成されている。また、受光室１４
ａ、１４ｂは可動電極１４ｃに設けられた細孔（図示せ
ず）によって連通しているとともに、これら受光室１４
ａ、１４ｂの内部にはサンプルガスまたはそれと同等の
ガスが充填されている。
【００１８】受光室１４ａには、光源１０からリファレ
ンスセル１２を通過した赤外線が入射し、受光室１４ｂ
には、光源１１からサンプルセル１３を通過した赤外線
が入射するように構成されている。サンプルセル１３に
供給されたサンプルガスによって赤外線の吸収が生じる
ことにより２つの受光室１４ａ、１４ｂに入射した赤外
線の光量に差が生じると、その光量差に応じて受光室１
４ａ、１４ｂ内部に充填されたガスに圧力差が生じ、こ
れによって可動電極１４ｃが微小に変位する。このよう
に、コンデンサマイクロフォン型検出器１４は、サンプ
ルセル１３に供給されたサンプルガスの濃度に応じた検
出信号として、可動電極１４ｃおよび固定電極で構成さ
れたコンデンサの静電容量を表す信号を出力する。
ンスセル１２を通過した赤外線が入射し、受光室１４ｂ
には、光源１１からサンプルセル１３を通過した赤外線
が入射するように構成されている。サンプルセル１３に
供給されたサンプルガスによって赤外線の吸収が生じる
ことにより２つの受光室１４ａ、１４ｂに入射した赤外
線の光量に差が生じると、その光量差に応じて受光室１
４ａ、１４ｂ内部に充填されたガスに圧力差が生じ、こ
れによって可動電極１４ｃが微小に変位する。このよう
に、コンデンサマイクロフォン型検出器１４は、サンプ
ルセル１３に供給されたサンプルガスの濃度に応じた検
出信号として、可動電極１４ｃおよび固定電極で構成さ
れたコンデンサの静電容量を表す信号を出力する。
【００１９】プリアンプ１５は、コンデンサマイクロフ
ォン型検出器１４から出力された検出信号を増幅するた
めの回路であって例えばオペアンプを備えていてよく、
サンプルガスの濃度に対応した信号として電圧Ｖ0 を出
力する。ＡＤ変換器１９は、プリアンプ１５の出力信号
である電圧Ｖ0 をディジタル変換する。ＡＤ変換器１９
から出力されたディジタル検出値は後段の演算回路（図
示せず）に与えられる。そして、演算回路においてサン
プルガスの濃度や量などの値が求められ、必要であれば
モニタ（図示せず）に表示される。また、ＡＤ変換器１
９は、後述するステッピングモータ１７に両者の同期を
とるための動作タイミング信号を供給する。なお、プリ
アンプ１５は、サンプルセル１３にリファレンスセル１
２と同じガスを供給したときの出力電圧Ｖ0 が０となる
ように調整されてよい。
ォン型検出器１４から出力された検出信号を増幅するた
めの回路であって例えばオペアンプを備えていてよく、
サンプルガスの濃度に対応した信号として電圧Ｖ0 を出
力する。ＡＤ変換器１９は、プリアンプ１５の出力信号
である電圧Ｖ0 をディジタル変換する。ＡＤ変換器１９
から出力されたディジタル検出値は後段の演算回路（図
示せず）に与えられる。そして、演算回路においてサン
プルガスの濃度や量などの値が求められ、必要であれば
モニタ（図示せず）に表示される。また、ＡＤ変換器１
９は、後述するステッピングモータ１７に両者の同期を
とるための動作タイミング信号を供給する。なお、プリ
アンプ１５は、サンプルセル１３にリファレンスセル１
２と同じガスを供給したときの出力電圧Ｖ0 が０となる
ように調整されてよい。
【００２０】チョッパ装置１８は、羽根体１６と、これ
を間欠的に回転駆動するステッピングモータ１７とを有
している。羽根体１６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、２つの同じ大きさの赤外線を透過しない扇形板状
部材を互いの頂点において接続したような形状をしてい
る。羽根体１６は、２つのセル１２、１３の配向方向か
らみて、２つの扇形部材の接続部分が２つのセル１２、
１３を結ぶ線分の中点と重なるように配置されている。
を間欠的に回転駆動するステッピングモータ１７とを有
している。羽根体１６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、２つの同じ大きさの赤外線を透過しない扇形板状
部材を互いの頂点において接続したような形状をしてい
る。羽根体１６は、２つのセル１２、１３の配向方向か
らみて、２つの扇形部材の接続部分が２つのセル１２、
１３を結ぶ線分の中点と重なるように配置されている。
【００２１】また、羽根体１６は、ステッピングモータ
１７によって、図２（ａ）、（ｂ）に矢印で示す方向に
回転駆動させられる。これによって、リファンレンスセ
ル１２およびサンプルセル１３は、図２（ａ）に示すよ
うに、ともに羽根体１６によって赤外線が遮蔽されてい
ない状態になったり、図２（ｂ）に示すように、ともに
羽根体１６によって赤外線が遮蔽された状態になった
り、或いは、ともに羽根体１６によって赤外線の一部が
同じ割合で遮蔽された状態になったりする。つまり、リ
ファンレンスセル１２およびサンプルセル１３は、羽根
体１６の回転に対して同相の位置関係にあり、２つのセ
ル１２、１３には羽根体１６の回転位置にかかわらず常
に同じ光量の赤外線が与えられる。
１７によって、図２（ａ）、（ｂ）に矢印で示す方向に
回転駆動させられる。これによって、リファンレンスセ
ル１２およびサンプルセル１３は、図２（ａ）に示すよ
うに、ともに羽根体１６によって赤外線が遮蔽されてい
ない状態になったり、図２（ｂ）に示すように、ともに
羽根体１６によって赤外線が遮蔽された状態になった
り、或いは、ともに羽根体１６によって赤外線の一部が
同じ割合で遮蔽された状態になったりする。つまり、リ
ファンレンスセル１２およびサンプルセル１３は、羽根
体１６の回転に対して同相の位置関係にあり、２つのセ
ル１２、１３には羽根体１６の回転位置にかかわらず常
に同じ光量の赤外線が与えられる。
【００２２】このように、羽根体１６が光源１０、１１
からの赤外線のセル１２、１３側への通過面積をその回
転によって変更することにより、リファンレンスセル１
２およびサンプルセル１３には赤外線が断続して与えら
れる。そのため、２つのセル１２、１３を介してコンデ
ンサマイクロフォン型検出器１４の受光室１４ａ、１４
ｂに与えられる光量は正弦曲線を描くように周期的に変
化し、各受光室１４ａ、１４ｂに与えられた光量によっ
て生じる圧力差で可動電極１４ｃは振動することにな
る。このようにして、チョッパ装置１８によってコンデ
ンサマイクロフォン型検出器１４に入射される光量が変
調されるため、長期間の使用によって生じるコンデンサ
マイクロフォン型検出器１４の平衡点の移動やセル１
２、１３の汚染などの影響によって現れる検出信号の直
流成分の変動を避けること、および、サンプルセル１３
中に導入されたサンプルガスの濃度変化分のみを検出し
て大きな増幅率で検出信号を増幅することが可能にな
る。
からの赤外線のセル１２、１３側への通過面積をその回
転によって変更することにより、リファンレンスセル１
２およびサンプルセル１３には赤外線が断続して与えら
れる。そのため、２つのセル１２、１３を介してコンデ
ンサマイクロフォン型検出器１４の受光室１４ａ、１４
ｂに与えられる光量は正弦曲線を描くように周期的に変
化し、各受光室１４ａ、１４ｂに与えられた光量によっ
て生じる圧力差で可動電極１４ｃは振動することにな
る。このようにして、チョッパ装置１８によってコンデ
ンサマイクロフォン型検出器１４に入射される光量が変
調されるため、長期間の使用によって生じるコンデンサ
マイクロフォン型検出器１４の平衡点の移動やセル１
２、１３の汚染などの影響によって現れる検出信号の直
流成分の変動を避けること、および、サンプルセル１３
中に導入されたサンプルガスの濃度変化分のみを検出し
て大きな増幅率で検出信号を増幅することが可能にな
る。
【００２３】さらに、本実施の形態では、ステッピング
モータ１７を羽根体１６の駆動源としているために、羽
根体１６は図２（ａ）、（ｂ）中に示す矢印の方向に間
欠的に回転する。つまり、羽根体１６は矢印の方向に動
いては一定時間停止するという動作を繰り返しながら回
転する。そのため、２つのセル１２、１３を介してコン
デンサマイクロフォン型検出器１４の受光室１４ａ、１
４ｂに与えられる光量は、階段状に徐々に増減しつつ正
弦曲線を描くように周期的に変化することになる。な
お、羽根体１６の間欠動作の１回あたりの動作角度は３
６０°に比べて十分に小さく、光量変化曲線である正弦
曲線の形状を全体として変更するものでないものとす
る。
モータ１７を羽根体１６の駆動源としているために、羽
根体１６は図２（ａ）、（ｂ）中に示す矢印の方向に間
欠的に回転する。つまり、羽根体１６は矢印の方向に動
いては一定時間停止するという動作を繰り返しながら回
転する。そのため、２つのセル１２、１３を介してコン
デンサマイクロフォン型検出器１４の受光室１４ａ、１
４ｂに与えられる光量は、階段状に徐々に増減しつつ正
弦曲線を描くように周期的に変化することになる。な
お、羽根体１６の間欠動作の１回あたりの動作角度は３
６０°に比べて十分に小さく、光量変化曲線である正弦
曲線の形状を全体として変更するものでないものとす
る。
【００２４】そして、２つのセル１２、１３を介してコ
ンデンサマイクロフォン型検出器１４の受光室１４ａ、
１４ｂに与えられる光量が階段状に徐々に増減しつつ正
弦曲線を描くように周期的に変化することにより、検出
器１４において生じる圧力差に対応したプリアンプ１５
の出力電圧Ｖ0 も、図３（ａ）に示すように、階段状に
徐々に増減しつつ正弦曲線を描くように周期的に変化す
る。
ンデンサマイクロフォン型検出器１４の受光室１４ａ、
１４ｂに与えられる光量が階段状に徐々に増減しつつ正
弦曲線を描くように周期的に変化することにより、検出
器１４において生じる圧力差に対応したプリアンプ１５
の出力電圧Ｖ0 も、図３（ａ）に示すように、階段状に
徐々に増減しつつ正弦曲線を描くように周期的に変化す
る。
【００２５】従って、上述のようにＡＤ変換器１９から
ステッピングモータ１７に動作タイミング信号を供給す
ることにより、プリアンプ１５の出力電圧Ｖ0 が一定で
変動しない期間（図３（ｂ）に示す期間Ｔ1 ：羽根体１
６の回転の前後に生じる立上りおよび立下りを除いた出
力電圧Ｖ0 が実質的に一定の期間）にＡＤ変換器１９で
ディジタル変換を行うようにすれば（言い換えると、出
力電圧Ｖ0 が実質的に一定の期間をＡＤ変換器１９でデ
ィジタル変換を行うタイミングに合わせるようにステッ
ピングモータ１７を駆動すれば）ディジタル変換中に出
力電圧Ｖ0 が変化することがないので、高精度でディジ
タル変換を行うことができ、精度の高いディジタル検出
値を得ることが可能である。
ステッピングモータ１７に動作タイミング信号を供給す
ることにより、プリアンプ１５の出力電圧Ｖ0 が一定で
変動しない期間（図３（ｂ）に示す期間Ｔ1 ：羽根体１
６の回転の前後に生じる立上りおよび立下りを除いた出
力電圧Ｖ0 が実質的に一定の期間）にＡＤ変換器１９で
ディジタル変換を行うようにすれば（言い換えると、出
力電圧Ｖ0 が実質的に一定の期間をＡＤ変換器１９でデ
ィジタル変換を行うタイミングに合わせるようにステッ
ピングモータ１７を駆動すれば）ディジタル変換中に出
力電圧Ｖ0 が変化することがないので、高精度でディジ
タル変換を行うことができ、精度の高いディジタル検出
値を得ることが可能である。
【００２６】そして、次のディジタル変換を行なうまで
の間に羽根体１６を僅かに回転させ、次に出力電圧Ｖ0
が一定になった期間Ｔ2 にディジタル変換を行なう。こ
のようにして、本実施の形態のガス分析計１では、出力
電圧Ｖ0 が一定になった期間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，・・・・ご
とにＡＤ変換器１９が精度の高いディジタル変換を行っ
てその結果を後段の演算手段に供給することが可能にな
っている。
の間に羽根体１６を僅かに回転させ、次に出力電圧Ｖ0
が一定になった期間Ｔ2 にディジタル変換を行なう。こ
のようにして、本実施の形態のガス分析計１では、出力
電圧Ｖ0 が一定になった期間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，・・・・ご
とにＡＤ変換器１９が精度の高いディジタル変換を行っ
てその結果を後段の演算手段に供給することが可能にな
っている。
【００２７】また、本実施の形態のガス分析計１では、
光源１０、１１からの光のコンデンサマイクロフォン型
検出器１４側への通過面積を変更することが可能な羽根
体１６と、羽根体１６を間欠的に駆動することが可能な
ステッピングモータ１７とを備えたチョッパ装置１８で
あるため、比較的簡単な構成によって、コンデンサマイ
クロフォン型検出器１４に入射する光量を階段状に徐々
に増減させつつ周期的に変化させることが可能になる。
すなわち、コンデンサマイクロフォン型検出器１４に入
射する光量を階段状に徐々に増減させつつ周期的に変化
させるためには、本実施の形態のようなチョッパ装置１
８以外に例えば光源１０、１１から放射される光量自体
を変化させることも考えられるが、このような構成より
も本実施の形態は比較的簡単な構成によって実現可能で
あるという利点がある。
光源１０、１１からの光のコンデンサマイクロフォン型
検出器１４側への通過面積を変更することが可能な羽根
体１６と、羽根体１６を間欠的に駆動することが可能な
ステッピングモータ１７とを備えたチョッパ装置１８で
あるため、比較的簡単な構成によって、コンデンサマイ
クロフォン型検出器１４に入射する光量を階段状に徐々
に増減させつつ周期的に変化させることが可能になる。
すなわち、コンデンサマイクロフォン型検出器１４に入
射する光量を階段状に徐々に増減させつつ周期的に変化
させるためには、本実施の形態のようなチョッパ装置１
８以外に例えば光源１０、１１から放射される光量自体
を変化させることも考えられるが、このような構成より
も本実施の形態は比較的簡単な構成によって実現可能で
あるという利点がある。
【００２８】また、本実施の形態のガス分析計１では、
ＡＤ変換器１９からステッピングモータ１７に両者の同
期をとるためのタイミング信号を与えてステッピングモ
ータ１７の動作タイミングを制御することにより、コン
デンサマイクロフォン型検出器１４に入射する光量が一
定の期間にＡＤ変換器１９でディジタル変換が行われる
ようにしているので出力電圧Ｖ0 が実質的に一定ではな
い間違ったタイミングでディジタル変換を行うことがな
くなり、より正確な高い信頼性のディジタル検出値を得
ることが可能となる。
ＡＤ変換器１９からステッピングモータ１７に両者の同
期をとるためのタイミング信号を与えてステッピングモ
ータ１７の動作タイミングを制御することにより、コン
デンサマイクロフォン型検出器１４に入射する光量が一
定の期間にＡＤ変換器１９でディジタル変換が行われる
ようにしているので出力電圧Ｖ0 が実質的に一定ではな
い間違ったタイミングでディジタル変換を行うことがな
くなり、より正確な高い信頼性のディジタル検出値を得
ることが可能となる。
【００２９】以上、本発明の一実施の形態の光変調式分
析計であるガス分析計１について説明したが、本発明は
上述の実施の形態以外に様々な設計変更が可能である。
例えば、上述の実施の形態はガスを分析対象として用い
るものであったが、液体のほか光透過性のあるものであ
れば分析対象として用いることが可能である。
析計であるガス分析計１について説明したが、本発明は
上述の実施の形態以外に様々な設計変更が可能である。
例えば、上述の実施の形態はガスを分析対象として用い
るものであったが、液体のほか光透過性のあるものであ
れば分析対象として用いることが可能である。
【００３０】また、上述の実施の形態では、羽根体１６
を光源１０、１１とセル１２、１３との間に配置してい
たが、羽根体１６をセル１２、１３とコンデンサマイク
ロフォン型検出器１４との間に配置してもよい。また、
光変調手段として、上述のように光源から放射される光
の強度を変更するような制御装置を設けてもよい。
を光源１０、１１とセル１２、１３との間に配置してい
たが、羽根体１６をセル１２、１３とコンデンサマイク
ロフォン型検出器１４との間に配置してもよい。また、
光変調手段として、上述のように光源から放射される光
の強度を変更するような制御装置を設けてもよい。
【００３１】また、上述の実施の形態はリファレンスセ
ル１２とサンプルセル１３の２つのセルを用いるもので
あったが、例えば特開平８−１５１２８号公報に記載さ
れているような１セル型の分析計にも本発明は適用可能
である。その場合、１つのセルにリファンレンスガスと
サンプルガスを交互に導入すればよい。さらに、上述の
実施の形態では、ＡＤ変換器１９からステッピングモー
タ１７に両者の同期を取るためのタイミング信号を与え
るようにしていたが、逆にステッピングモータ１７から
ＡＤ変換器１９にタイミング信号を与えてもよいし、相
互に信号をやり取りして同期をとるようにしてもよい。
ル１２とサンプルセル１３の２つのセルを用いるもので
あったが、例えば特開平８−１５１２８号公報に記載さ
れているような１セル型の分析計にも本発明は適用可能
である。その場合、１つのセルにリファンレンスガスと
サンプルガスを交互に導入すればよい。さらに、上述の
実施の形態では、ＡＤ変換器１９からステッピングモー
タ１７に両者の同期を取るためのタイミング信号を与え
るようにしていたが、逆にステッピングモータ１７から
ＡＤ変換器１９にタイミング信号を与えてもよいし、相
互に信号をやり取りして同期をとるようにしてもよい。
【００３２】また、上述の実施の形態では、検出手段と
してコンデンサマイクロフォン型検出器を用いたが、コ
ンデンサマイクロフォン型検出器以外に、フローセンサ
を用いたサンプルガスでの吸光度に応じた出力信号を生
成することが可能なニューマティック型の光量差検出器
等を用いることが可能である。また、上述の実施の形態
では、赤外線を放射する光源１０、１１を用いたが、赤
外線以外の光を放射する光源を用いてもよい。さらに、
羽根体１６の形状は任意に変更可能である。
してコンデンサマイクロフォン型検出器を用いたが、コ
ンデンサマイクロフォン型検出器以外に、フローセンサ
を用いたサンプルガスでの吸光度に応じた出力信号を生
成することが可能なニューマティック型の光量差検出器
等を用いることが可能である。また、上述の実施の形態
では、赤外線を放射する光源１０、１１を用いたが、赤
外線以外の光を放射する光源を用いてもよい。さらに、
羽根体１６の形状は任意に変更可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の光変調
式分析計によると、検出部の出力信号が階段状に徐々に
増減しつつ周期的に変化することになるため、検出部の
出力信号が一定であって変化しない期間にそのディジタ
ル変換を行うことによって、精度の高いディジタル検出
値を得ることが可能となる。また、光変調手段を備えて
いるために、検出信号の直流成分の変動を避けることが
できるとともに、サンプルガスの濃度変化分のみを検出
して大きな増幅率で検出信号を増幅することが可能であ
る。
式分析計によると、検出部の出力信号が階段状に徐々に
増減しつつ周期的に変化することになるため、検出部の
出力信号が一定であって変化しない期間にそのディジタ
ル変換を行うことによって、精度の高いディジタル検出
値を得ることが可能となる。また、光変調手段を備えて
いるために、検出信号の直流成分の変動を避けることが
できるとともに、サンプルガスの濃度変化分のみを検出
して大きな増幅率で検出信号を増幅することが可能であ
る。
【００３４】また、請求項２の光変調式分析計による
と、光源の光強度を制御するなどの他の手段よりも光変
調手段の構成を比較的簡単にすることができる。
と、光源の光強度を制御するなどの他の手段よりも光変
調手段の構成を比較的簡単にすることができる。
【００３５】また、請求項３の光変調式分析計による
と、間違ったタイミングでディジタル変換を行うことが
なくなり、より正確な高い信頼性のディジタル検出値を
得ることが可能となる。
と、間違ったタイミングでディジタル変換を行うことが
なくなり、より正確な高い信頼性のディジタル検出値を
得ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態の光変調式分析計である
ガス分析計の概略的な模式図である。
ガス分析計の概略的な模式図である。
【図２】図１のガス分析計において、羽根体と２つのセ
ルとの一関係を説明するための模式図である。
ルとの一関係を説明するための模式図である。
【図３】図１のガス分析計において、プリアンプの出力
電圧Ｖ0 の変化特性を説明するための図である。
電圧Ｖ0 の変化特性を説明するための図である。
１ ガス分析計 １０、１１ 光源 １２ レファレンスセル １３ サンプルセル １４ コンデンサマイクロフォン型検出器 １４ａ、１４ｂ 受光室 １４ｃ 可動電極 １５ プリアンプ １６ 羽根体 １７ ステッピングモータ １８ チョッパ装置 １９ ＡＤ変換器
Claims (3)
- 【請求項１】 分析対象に光を照射するための光源と、 分析対象での吸光度に応じた出力信号を生成する検出手
段と、 前記検出手段に入射する光量を階段状に徐々に増減させ
つつ周期的に変化させる光変調手段とを備えていること
を特徴とする光変調式分析計。 - 【請求項２】 前記光変調手段が、前記光源からの光の
前記検出手段側への通過面積を変更することが可能な遮
蔽体と、前記遮蔽体を間欠的に駆動することが可能な駆
動手段とを備えたチョッパ装置であることを特徴とする
請求項１に記載の光変調式分析計。 - 【請求項３】 前記検出手段で生成された出力信号をデ
ィジタル変換するためのディジタル変換手段をさらに備
えており、 前記検出手段に入射する光量が一定の期間に前記ディジ
タル変換が行われるように、前記ディジタル変換手段と
前記光変調手段とを同期させるようにしたことを特徴と
する請求項１または２に記載の光変調式分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11195304A JP2001021492A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 光変調式分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11195304A JP2001021492A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 光変調式分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001021492A true JP2001021492A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16338937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11195304A Pending JP2001021492A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 光変調式分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001021492A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012093099A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Shimadzu Corp | フローセンサおよび赤外線ガス分析計 |
| CN109030693A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-18 | 大连技嘉科技有限公司 | 便于调光的单光源双路检测器 |
-
1999
- 1999-07-09 JP JP11195304A patent/JP2001021492A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012093099A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Shimadzu Corp | フローセンサおよび赤外線ガス分析計 |
| CN109030693A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-18 | 大连技嘉科技有限公司 | 便于调光的单光源双路检测器 |
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