JP2002005833A - Analyzer - Google Patents

Analyzer

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JP2002005833A
JP2002005833A JP2000181532A JP2000181532A JP2002005833A JP 2002005833 A JP2002005833 A JP 2002005833A JP 2000181532 A JP2000181532 A JP 2000181532A JP 2000181532 A JP2000181532 A JP 2000181532A JP 2002005833 A JP2002005833 A JP 2002005833A
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JP
Japan
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laser
light
analyzer according
plasma radiation
remote
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Application number
JP2000181532A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Niki
秀明 仁木
Kazuo Suzuki
一雄 鈴木
Hironobu Kimura
博信 木村
Masayoshi Okamoto
正義 岡本
Kohei Taruya
耕平 樽谷
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TERUMU KK
Toshiba Corp
Original Assignee
TERUMU KK
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by TERUMU KK, Toshiba Corp filed Critical TERUMU KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analyzer by which dioxins or the like contained in a flue gas is quantitatively analyzed effectively. SOLUTION: The analyzer is provided with a laser device 1, a means 2 which guides a laser beam 3 to a fume gas 6, a means 9 by which plasma radiation light 8 emitted from a laser breakdown plasma 7 in a flue gas 6 is guided to a spectroscope 11 and a controller 12, which controls the spectroscope 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、分析装置に係り、
特に、焼却炉等から排出される排煙にレーザ光を照射
し、照射した排煙から生成されるプラズマの蛍光を測定
し、排煙中に含まれる有害物を定量する分析装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analyzer,
In particular, the present invention relates to an analyzer that irradiates smoke emitted from an incinerator or the like with laser light, measures fluorescence of plasma generated from the emitted smoke, and quantifies harmful substances contained in the smoke.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、排煙中に含まれるダイオキシン
等の有害物を検出し、定量する技術は、今日、研究室レ
ベルとして焼却炉や各種工業プラントで利用されている
が、その成果の評価が高い。
2. Description of the Related Art In general, techniques for detecting and quantifying harmful substances such as dioxins contained in flue gas are used in incinerators and various industrial plants at the laboratory level today. Is high.

【0003】従来、焼却炉から出る排煙に含まれるダイ
オキシンや産業廃棄物に含まれるPCB等の有害物は、
主にオフラインで多くの専門の技術者および作業員に手
を煩わして分析し、定量することにより行われていた。
特に、排煙に含まれる有害物の分析作業は、フィルタ等
に分析対象物をトラッピングする濃縮作業と、各種の分
析装置に応じたフィルタの前処理作業と、実際に研究室
で行う分析作業との三つの段階に区分けされており、最
終の有害物濃度の定量分析結果が判明するまでに長時間
を必要としていた。
Conventionally, harmful substances such as dioxin contained in flue gas emitted from incinerators and PCB contained in industrial waste are:
The analysis is mainly performed off-line, and the analysis and quantification are performed with the trouble of many specialized technicians and workers.
In particular, the analysis of harmful substances contained in flue gas involves the concentration of trapping analytes on filters, the pretreatment of filters for various analyzers, and the analysis performed in the laboratory. And it took a long time to obtain the final quantitative analysis result of the concentration of harmful substances.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】三つの段階に区分けし
てダイオキシン等の有害物を定量分析する従来の手法に
は、以下に示す幾つかの問題点がある。
The conventional technique for quantitatively analyzing harmful substances such as dioxin in three stages has the following problems.

【0005】例えば、フィルタ等に分析対象をトラッピ
ングする濃縮作業を行う場合、細く分れた多くの段階を
綿密に決められた手順を経て処理しなければならず、分
析結果が判明するまで1〜2時間の長時間を要し、タイ
ムリーに分析データを提供することができない。
For example, when performing an enrichment operation for trapping an object to be analyzed by a filter or the like, it is necessary to process a number of finely divided steps through a carefully determined procedure. It takes a long time of two hours and cannot provide analysis data in a timely manner.

【0006】また、複雑な分析装置を扱う必要上、分析
作業が長引けば、その分だけ有害物に晒される危険性が
増し、さらに、濃縮等で使用したフィルタ等の廃棄物が
発生し、多量の廃棄物処理に労苦を費すことが増加す
る。
[0006] Further, the need to handle complicated analyzers, and the prolonged analysis work increases the risk of exposure to harmful substances, and further generates waste such as filters used for concentration and the like. Efforts to dispose of waste will increase.

【0007】また、分析結果が出るまでには長時間を要
するため、焼却炉の燃焼条件が変わってダイオキシン等
の有害物が多量に発生したとしても、それに対応した焼
却温度条件の変更が迅速に対応できない等の不具合・不
都合があった。
Further, since it takes a long time until the analysis result is obtained, even if the combustion conditions of the incinerator change and a large amount of harmful substances such as dioxin are generated, the change of the incineration temperature condition corresponding to the change can be promptly performed. There were problems and inconveniences such as inability to respond.

【0008】本発明は、このような現状を踏まえてなさ
れたもので、排煙中に含まれるダイオキシン等の有害物
を定量分析するにあたり、前処理工程を必要とせずに簡
素化させるとともに、有害物をオンラインで、かつリア
ルタイムに分析し、定量する分析装置を提供することを
目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of such circumstances, and in the quantitative analysis of harmful substances such as dioxins contained in flue gas, it is possible to simplify and eliminate the need for a pretreatment step, An object of the present invention is to provide an analyzer for analyzing and quantifying a product online and in real time.

【0009】本発明に係る分析装置は、上述の目的を達
成するために、請求項1に記載したように、レーザ光を
パルス状に発振させるレーザ装置と、レーザ光を排煙に
案内するレーザ遠隔導光手段と、排煙にレーザ光を照射
させた際に発生するレーザブレークダウンプラズマから
生成されるプラズマ放射光を分光器に案内するプラズマ
放射光遠隔導光手段と、上記分光器に接続され、排煙に
レーザ光を照射するタイミングを制御するとともに、プ
ラズマ放射光を分光するタイミングを制御する制御装置
とを備えたものである。
In order to achieve the above object, an analyzer according to the present invention has a laser device for oscillating laser light in a pulsed form and a laser for guiding laser light to flue gas. Remote light guide means, plasma radiation light remote guide means for guiding plasma emission light generated from laser breakdown plasma generated when laser light is emitted to the flue gas to the spectroscope, and connection to the spectroscope And a control device for controlling the timing of irradiating the smoke exhaust with laser light and controlling the timing of dispersing the plasma emission light.

【0010】請求項2に記載したように、請求項1記載
の分析装置において、排煙にプラズマ放射光生成部を設
けたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the analyzer according to the first aspect, a plasma emission light generating unit is provided in the flue gas.

【0011】請求項3に記載したように、プラズマ放射
光生成部は、サンプリング配管に排煙の特定物質を吸着
させるフィルタを収容させたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the plasma radiation light generating section, a filter for adsorbing a specific substance of flue gas is accommodated in the sampling pipe.

【0012】請求項4に記載したように、フィルタはア
ルカリ性であることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the filter is characterized by being alkaline.

【0013】請求項5に記載したように、レーザ遠隔導
光手段とプラズマ放射光遠隔導光手段は、ともに光ファ
イバであることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the laser remote light guiding means and the plasma radiation light remote guiding means are both optical fibers.

【0014】請求項6に記載したように、レーザ遠隔導
光手段とプラズマ放射光遠隔導光手段は、ともにバンド
ル光ファイバであることを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, the laser remote light guide and the plasma radiation light remote guide are both bundled optical fibers.

【0015】請求項7に記載したように、レーザ遠隔導
光手段とプラズマ放射光遠隔導光手段は、一つにして共
用する単一光ファイバを用いたものである。
As described in claim 7, the remote laser light guide means and the remote plasma radiation light guide means use a single optical fiber which is commonly used.

【0016】請求項8に記載したように、単一光ファイ
バはダイクロイックミラーと反射鏡とを備えたものであ
る。
The single optical fiber includes a dichroic mirror and a reflecting mirror.

【0017】請求項9に記載したように、プラズマ放射
光遠隔導光手段は、プラズマ放射光の光路に分光素子と
光電子増倍管とを備えたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, the plasma radiation light remote guiding means includes a light separating element and a photomultiplier tube in an optical path of the plasma radiation light.

【0018】請求項10に記載したように、プラズマ放
射光遠隔導光手段は、プラズマ放射光の光路に分光素子
とマルチアレー光検出器とを備えたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, the plasma radiation light remote guiding means includes a spectroscopic element and a multi-array light detector in an optical path of the plasma radiation light.

【0019】請求項11に記載したように、分光素子
は、その入口側および出口側のうち、いずれか少なくと
も一方にスリットを備えたものである。
As described in the eleventh aspect, the spectral element has a slit on at least one of the entrance side and the exit side.

【0020】請求項12に記載したように、プラズマ放
射光遠隔導光手段は、プラズマ放射光の光路にバンドパ
スフィルタと、バンドパスフィルタに対応させて光電子
増倍管とを備えたものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, the plasma radiation light remote guiding means includes a band-pass filter in the optical path of the plasma radiation light and a photomultiplier tube corresponding to the band-pass filter. .

【0021】請求項13に記載したように、レーザ遠隔
導光手段は、レーザ光の光路に半透鏡を設けるととも
に、この半透鏡からバイパスさせて形成する閉ループに
全反射鏡を備えたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the laser remote light guiding means includes a semi-reflective mirror provided in the optical path of the laser light, and a total reflection mirror in a closed loop formed by bypassing the semi-transparent mirror. .

【0022】請求項14に記載したように、レーザ光を
パルス状に発振させるレーザ装置は、パルスNd:YA
Gレーザ、エキシマレーザ、OPOレーザ、色素レー
ザ、銅蒸気レーザ、半導体レーザ、Tiサファイヤレー
ザ、炭酸ガスレーザ、窒素ガスレーザのうち、いずれか
を選択したものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a laser device for oscillating a laser beam in a pulsed manner.
The laser is selected from G laser, excimer laser, OPO laser, dye laser, copper vapor laser, semiconductor laser, Ti sapphire laser, carbon dioxide laser, and nitrogen gas laser.

【0023】請求項15に記載したように、レーザ装置
は、主レーザ装置と副レーザ装置とに区分けするととも
に、主レーザ装置から発振するレーザ光と副レーザ装置
から発振する光量の比較的弱いレーザ光を合成させ、そ
の合成レーザ光を排煙に照射させる手段を備えたもので
ある。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the laser device is divided into a main laser device and a sub-laser device, and a laser beam oscillating from the main laser device and a laser beam oscillating from the sub-laser device having relatively weak light intensity. The apparatus is provided with means for synthesizing light and irradiating the smoke with the synthesized laser light.

【0024】請求項16に記載したように、主レーザ装
置は、レーザ光の光路にダイクロイックミラーを備えた
ものである。
[0024] As described in claim 16, the main laser device is provided with a dichroic mirror in an optical path of laser light.

【0025】請求項17に記載したように、副レーザ装
置は、レーザ光の光路に全反射鏡を備えたものである。
According to a seventeenth aspect, the sub-laser device has a total reflection mirror in the optical path of the laser beam.

【0026】請求項18に記載したように、合成レーザ
光を排煙に照射させる手段は、排煙を境に互いに対向す
る光路の位置にレンズと反射鏡とを備えたものである。
As described in claim 18, the means for irradiating the smoke with the combined laser beam comprises a lens and a reflector at positions on the optical path opposite to each other with the smoke being a boundary.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る分析装置の実
施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of an analyzer according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.

【0028】図1は、本発明に係る分析装置の第1実施
形態を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of the analyzer according to the present invention.

【0029】本実施形態に係る分析装置は、レーザ装置
1からパルス状に発振するレーザ光3の光路に沿って順
に、筒状のレーザ遠隔導光手段2、レーザ光3を煙突5
から出る排煙6に照射させる反射鏡4、排煙6にレーザ
光3を照射させる際、生成されたレーザブレークダウン
プラズマ7をプラズマ放射光8として分光器11に案内
する筒状のプラズマ放射光遠隔導光手段9および反射鏡
10、レーザ装置1からパルス状に発振するレーザ光3
の発振時間と分光器11でプラズマ放射光8を分析する
時間を制御する制御装置12を備えた構成になってい
る。
The analyzer according to the present embodiment is configured such that a cylindrical laser remote light guiding means 2 and a laser beam 3 are sequentially emitted from a laser device 1 along the optical path of a laser beam 3 oscillating in a pulse shape.
A reflecting mirror 4 for irradiating the smoke 6 emitted from the apparatus, and a cylindrical plasma radiation for guiding the generated laser breakdown plasma 7 to a spectroscope 11 as a plasma radiation 8 when irradiating the smoke 6 with the laser light 3. Laser light 3 oscillating in pulse form from remote light guide means 9, reflecting mirror 10 and laser device 1
And a controller 12 for controlling the oscillation time of the laser beam and the time for analyzing the plasma radiation 8 by the spectroscope 11.

【0030】パルス状にレーザ光3を発振するレーザ装
置1は、レーザ光源としてパルスNd:YAGレーザ
(基本波および高調波)が望ましい。また、YAGレー
ザに代るレーザ光源は、例えばエキシマレーザ(XeC
l,KrF,Ar,F等の希ガスハライド)、OPOレ
ーザ、色素レーザ、銅蒸気レーザ、半導体レーザ、Ti
サファイヤレーザ、炭酸ガスレーザ、窒素ガスレーザ等
のパルスレーザが好ましい。
The laser device 1 that oscillates the laser light 3 in a pulsed form preferably uses a pulsed Nd: YAG laser (a fundamental wave and a harmonic) as a laser light source. A laser light source that replaces the YAG laser is, for example, an excimer laser (XeC
l, KrF, rare gas halide such as Ar, F), OPO laser, dye laser, copper vapor laser, semiconductor laser, Ti
A pulse laser such as a sapphire laser, a carbon dioxide laser, and a nitrogen gas laser is preferable.

【0031】また、レーザ装置1からパルス状に発振さ
せたレーザ光3は、レーザ遠隔導光手段2により煙突5
の頂上まで案内され、反射鏡4で排煙6に照射される。
その際、排煙6は、プラズマ化し、含有している元素特
有の蛍光を放射光として数十から数百マイクロ秒発生す
る。このプラズマ放射光8は反射鏡10によりプラズマ
放射光導光手段9に入射し、分光器11に案内される。
分光器11は、プラズマ放射光8を分光分析し、ダイオ
キシン等の有害物を定量分析する。
The laser light 3 oscillated in a pulse form from the laser device 1 is supplied to the chimney 5 by the laser remote light guide 2.
And is illuminated by the reflecting mirror 4 onto the flue gas 6.
At this time, the smoke exhaust gas 6 is turned into plasma, and tens to hundreds of microseconds are generated as emission light using fluorescence specific to the contained element. This plasma radiation light 8 is incident on the plasma radiation light guiding means 9 by the reflecting mirror 10 and is guided to the spectroscope 11.
The spectroscope 11 performs spectroscopic analysis of the plasma radiation 8 and quantitatively analyzes harmful substances such as dioxin.

【0032】一方、制御装置12は、測定対象、例えば
ダイオキシン計測の場合、塩素等の特定元素に応じて照
射方法を選択し、レーザ装置1に発振トリガー信号を与
える。発振トリガー信号が与えられると、レーザ装置1
はレーザ光3をパルス状に発振する。この場合、パルス
幅は、1〜100nsec程度の短いパルスが選ばれ、
そのエネルギは10〜1000mJ程度のものが望まし
い。
On the other hand, in the case of measuring dioxin, the control device 12 selects an irradiation method according to a specific element such as chlorine and sends an oscillation trigger signal to the laser device 1. When an oscillation trigger signal is given, the laser device 1
Oscillates the laser light 3 in a pulse shape. In this case, as the pulse width, a short pulse of about 1 to 100 nsec is selected.
The energy is desirably about 10 to 1000 mJ.

【0033】また、レーザ光3は、レーザ遠隔導光手段
2によって煙突5の頂部に案内され、反射鏡4により反
射され排煙6に照射されるが、このとき、強度を高める
ためレンズ等の手段により排煙6に集光させてもよい。
The laser light 3 is guided to the top of the chimney 5 by the laser remote light guiding means 2, reflected by the reflecting mirror 4 and radiated to the flue gas 6; The light may be condensed on the flue gas 6 by a means.

【0034】排煙6は、高強度のレーザ光3の照射を受
けると、たちまちプラズマ化し、いわゆるレーザブレー
クダウン(電離)を起こす。つまり、排煙中の物質は直
ぐさま高温に加熱(1〜105万度)されるため、バラ
バラな原子状に分解され、原子が励起状態になる。焼却
炉から出る排煙に含まれる元素は、主に窒素、酸素、炭
素、水素が主体であるが、ダイオキシン等の有害物であ
る塩素や臭素等のハロゲン元素も微量に含まれる。
When the high-intensity laser beam 3 is irradiated, the smoke exhaust gas 6 is immediately turned into plasma, causing so-called laser breakdown (ionization). That is, since the substance in the flue gas is immediately heated to a high temperature (1 to 1.05 million degrees), the substance is decomposed into discrete atoms, and the atoms are in an excited state. The elements contained in the flue gas emitted from the incinerator are mainly nitrogen, oxygen, carbon and hydrogen, but also include trace elements such as chlorine and bromine which are harmful substances such as dioxin.

【0035】特に、塩素は、10.4eV付近の励起レ
ベルから遷移する837.6nmの蛍光発光がレーザ光
3の照射後も10マイクロ秒以上に亘って発光を続ける
特性がある。
In particular, chlorine has a characteristic that fluorescence emission at 837.6 nm, which transitions from an excitation level near 10.4 eV, continues to be emitted for 10 microseconds or more even after irradiation with the laser beam 3.

【0036】一方、他の元素である窒素、酸素、炭素、
水素は可視域で蛍光を発光する際、励起レベルのエネル
ギが塩素に較べて高いため、1マイクロ秒以下の短時間
で発光が停止し、837.6nm付近の蛍光スペクトル
が見当たらなくなる。
On the other hand, other elements such as nitrogen, oxygen, carbon,
When hydrogen emits fluorescent light in the visible region, the energy of the excitation level is higher than that of chlorine, so that the light emission stops in a short time of 1 microsecond or less, and the fluorescent spectrum around 837.6 nm cannot be found.

【0037】このため、排煙中の塩素を定量分析するに
あたり、プラズマ放射光8を反射鏡10およびプラズマ
放射光遠隔導光手段9を介して分光器11に案内し、制
御装置12でレーザ装置1から発振するレーザ光3を制
御し、バックグラウンド光となる窒素、酸素、炭素、水
素の分光が消滅する約1マイクロ秒後に分光分析すれ
ば、排煙6中の塩素を効果的に定量分析することができ
るようになる。
For this reason, in quantitatively analyzing the chlorine in the flue gas, the plasma radiation 8 is guided to the spectroscope 11 via the reflector 10 and the plasma radiation remote guiding means 9, and the control device 12 controls the laser device. By controlling the laser light 3 oscillating from 1 and performing spectral analysis about 1 microsecond after the spectral extinction of nitrogen, oxygen, carbon and hydrogen as background light disappears, chlorine in the flue gas 6 can be effectively quantitatively analyzed. Will be able to

【0038】このように、本実施形態によれば、複雑な
前処理工程を必要としないので、排煙中、ダイオキシン
等の濃縮指標となる塩素物をオンラインで、かつリアル
タイムに検出でき、比較的短時間で容易に定量分析をす
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, since a complicated pretreatment step is not required, chlorine, which serves as an indicator of concentration of dioxins and the like, can be detected online and in real time during flue gas. Quantitative analysis can be easily performed in a short time.

【0039】また、本実施形態は、元素分析をリアルタ
イムで、かつ比較的短時間で容易に定量分析できるの
で、例えば焼却炉の運転条件の変化によりダイオキシン
等の有害物が多量に発生しても、焼却運転モードを直ぐ
さま変更させてダイオキシン等の有害物の発生を抑制す
ることができる。
Also, in this embodiment, elemental analysis can be easily performed in real time and in a relatively short time in a quantitative manner. Therefore, even if a large amount of harmful substances such as dioxins are generated due to a change in operating conditions of the incinerator, for example. In addition, the generation of harmful substances such as dioxin can be suppressed by immediately changing the incineration operation mode.

【0040】また、本実施形態は、元素分析に伴う分析
作業を制御装置12等で遠隔操作するので、測定対象の
試料を扱う場所と分析室との完全な隔離を図ることがで
き、有害物を扱う作業員の人体への悪影響を防止するこ
とができる。
In this embodiment, since the analysis work associated with the elemental analysis is remotely controlled by the control device 12 or the like, the place where the sample to be measured is handled and the analysis room can be completely isolated, and harmful substances can be prevented. It is possible to prevent an adverse effect on a human body of a worker who handles the data.

【0041】図2は、本発明に係る分析装置の第2実施
形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成と
同一部分または対応する部分には同一符号を付す。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the analyzer according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding portions as the configuration of the first embodiment.

【0042】本実施形態に係る分析装置は、煙突5から
出る排煙6の一部をサンプリングし、サンプリングした
排煙6からプラズマ放射光8を生成するプラズマ放射光
生成部13を備えたものである。
The analyzer according to the present embodiment is provided with a plasma radiation light generating unit 13 that samples a part of the flue gas 6 emitted from the chimney 5 and generates the plasma radiation 8 from the sampled flue gas 6. is there.

【0043】このプラズマ放射光生成部13は、排煙6
の一部をサンプリングするサンプリング配管14と、サ
ンプリング配管14に集められた排煙6の特定物質、例
えば無機塩素を吸着させるフィルタ15と、無機塩素の
浄化後の排煙6にパルス状のレーザ光3を与えてレーザ
ブレークダウンプラズマ7を生成するレンズ15aと、
レーザブレークダウンプラズマ7を誘起してプラズマ放
射光8を生成し、このプラズマ放射光8を集光するレン
ズ15bとを備えている。
The plasma emission light generating unit 13 is adapted to
A sampling pipe 14 for sampling a part of the gas, a filter 15 for adsorbing a specific substance of the flue gas 6 collected in the sampling pipe 14, for example, inorganic chlorine, and a pulsed laser beam to the flue gas 6 after the purification of the inorganic chlorine. 3, a lens 15a for generating a laser breakdown plasma 7 by giving
A lens 15b for inducing the laser breakdown plasma 7 to generate plasma radiation 8 and condensing the plasma radiation 8;

【0044】このような構成において、例えば排煙6中
に無機塩素が多量に発生し、ダイオキシン等に結合して
いる塩素に比較し多量である場合、フィルタ15で無機
塩素を吸着させ、無機塩素の浄化後の排煙6に第1実施
形態と同様に、レーザブレークダウン分光法で排煙6を
定量分析すれば、ダイオキシンの計測誤差を少なくする
ことができる。
In such a configuration, for example, when a large amount of inorganic chlorine is generated in the flue gas 6 and is large compared with chlorine bonded to dioxin or the like, the inorganic chlorine is adsorbed by the filter 15 and the inorganic chlorine is absorbed. As in the first embodiment, if the smoke 6 after purification is quantitatively analyzed by laser breakdown spectroscopy, the measurement error of dioxin can be reduced.

【0045】一般に、焼却炉の場合、炉の温度等に依存
し、ダイオキシン等の有機塩素と無機塩素(主に塩酸)
の混合比率が変化するので、本実施形態でダイオキシン
等の有機塩素の濃度を計測することは有効な手法であ
る。
Generally, in the case of an incinerator, organic chlorine such as dioxin and inorganic chlorine (mainly hydrochloric acid) depend on the temperature of the furnace.
Therefore, it is an effective method to measure the concentration of organic chlorine such as dioxin in this embodiment.

【0046】ところで、無機塩素は、通常、煙突頂部の
低温度領域で塩酸として存在しているので、アルカリ性
のフィルタ15を使用すれば効率よく捕獲できる。ま
た、ダイオキシン以外の有害物で臭素等の有機ハロゲン
物質も上述と同様な手法が採用される。この手法は、今
後、環境汚染が心配される誘起ハロゲン物質にもその威
力を発揮することが期待される。
Incidentally, since inorganic chlorine is usually present as hydrochloric acid in a low temperature region at the top of the chimney, it can be efficiently captured by using an alkaline filter 15. In addition, the same method as described above is used for harmful substances other than dioxin, such as bromine and other organic halogen substances. It is expected that this method will be effective for induced halogen substances that may cause environmental pollution.

【0047】このように、本実施形態は、焼却炉の温度
変化によるダイオキシン等の有害物の発生量をリアルタ
イムに定量分析するので、定量分析の情報に基づいて焼
却炉の運転を効果的に制御することができる。
As described above, according to the present embodiment, the amount of harmful substances such as dioxins generated by the temperature change of the incinerator is quantitatively analyzed in real time, so that the operation of the incinerator is effectively controlled based on the information of the quantitative analysis. can do.

【0048】図3は、本発明に係る分析装置の第3実施
形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成と
同一部分または対応する部分には同一符号を付す。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the analyzer according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding portions as the configuration of the first embodiment.

【0049】本実施形態に係る分析装置は、第1実施形
態と異なり、レーザ装置1からパルス状に発振させたレ
ーザ光3を煙突5から出る排煙6に案内する光ファイバ
16aを設けるとともに、レーザ光3を排煙6に照射す
る際、レーザブレークダウンプラズマ7から生成される
プラズマ放射光8を分光器11に案内する光ファイバ1
6bを設けたものである。なお、他の構成は、第1実施
形態と同一である。
The analyzer according to the present embodiment is different from the first embodiment in that an optical fiber 16a for guiding the laser light 3 oscillated in a pulse form from the laser device 1 to the flue gas 6 coming out of the chimney 5 is provided. When irradiating the smoke 6 with the laser light 3, the optical fiber 1 guides the plasma radiation 8 generated from the laser breakdown plasma 7 to the spectroscope 11.
6b. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0050】このように、本実施形態は、第1実施形態
で示したパルス状のレーザ光3を排煙6に案内するレー
ザ遠隔導光手段および排煙6から生成されるプラズマ放
射光8を分光器11に案内するプラズマ放射光遠隔導光
手段のそれぞれに代えて光ファイバ16a,16bを用
い、元素分析を遠隔操作で作業できるようにしたので、
測定対象の試料を扱う場所と分析室との完全な隔離を図
ることができ、人体に悪影響を及ぼす有害物を取り扱う
場所も人体が危険に晒されることを避けることができ
る。
As described above, in the present embodiment, the laser remote light guiding means for guiding the pulsed laser light 3 shown in the first embodiment to the smoke exhaust 6 and the plasma emission light 8 generated from the smoke exhaust 6 are used. Since the optical fibers 16a and 16b are used instead of the plasma radiation light remote guiding means for guiding to the spectroscope 11, element analysis can be performed by remote control.
The place where the sample to be measured is handled and the analysis room can be completely isolated, and the place where a harmful substance which has a bad effect on the human body can be prevented from putting the human body at risk.

【0051】また、本実施形態は、遠隔操作により多く
の場所で多数の試料を同時に分析することができるとと
もに、光ファイバ16a,16bを利用しているため、
自在に曲げることができ、狭隘部や曲がり個所等へのア
クセスが容易となり、特殊形状の煙突や煙突内部での計
測が容易になる。なお、本実施形態は、煙突5から出る
排煙6にレーザ光3を案内する際、光ファイバ16aを
用いるとともに、排煙6のレーザブレークダウンプラズ
マ7から生成されるプラズマ放射光8を分光器11に案
内する際、光ファイバ16bを用いたが、この例に限ら
ず、例えば図4に示すように、光ファイバ16a,16
bを複数本にし、その複数本を一つの束にまとめた、い
わゆるバンドル光ファイバ17にしてもよい。多種の元
素の分析する際、コンパクトにして計測できる点で有効
である。
In this embodiment, a large number of samples can be simultaneously analyzed in many places by remote control, and the optical fibers 16a and 16b are used.
It can be bent freely, making it easy to access narrow parts and bends, etc., and makes it easy to measure inside specially shaped chimneys and chimneys. The present embodiment uses an optical fiber 16a to guide the laser beam 3 to the flue gas 6 coming out of the chimney 5 and converts the plasma emission light 8 generated from the laser breakdown plasma 7 of the flue gas 6 into a spectroscope. Although the optical fiber 16b was used for guiding to the optical fiber 11, the optical fiber 16b is not limited to this example.
It is also possible to use a so-called bundled optical fiber 17 in which b is a plurality of fibers and the plurality of fibers are combined into one bundle. When analyzing various elements, it is effective in that it can be measured compactly.

【0052】図5は、本発明に係る分析装置の第4実施
形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成と
同一部分または対応する部分には同一符号を付す。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of the analyzer according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding portions as the configuration of the first embodiment.

【0053】本実施形態に係る分析装置は、レーザ遠隔
導光手段とプラズマ放射光遠隔導光手段とを一つにして
共用する単一光ファイバ17aを用いるとともに、この
単一光ファイバ17aにダイクロイックミラー18と反
射鏡20とを設けたものである。
The analyzer according to the present embodiment uses a single optical fiber 17a which is shared by a single remote light guide means for laser and a remote light guide means for plasma emission light. This is provided with a mirror 18 and a reflecting mirror 20.

【0054】今、レーザ装置1からパルス状にレーザ光
3が発振されると、そのレーザ光3はレンズ19a、ダ
イクロイックミラー18を介して単一光ファイバ17a
に案内され、煙突5で出る排煙6に照射される。なお、
単一光ファイバ17aは、その出口にレンズ等の集光装
置を設けてもよい。
Now, when the laser beam 3 is oscillated from the laser device 1 in a pulse shape, the laser beam 3 is transmitted through the lens 19a and the dichroic mirror 18 to the single optical fiber 17a.
And is emitted to the flue gas 6 emitted from the chimney 5. In addition,
The single optical fiber 17a may be provided with a condensing device such as a lens at the exit.

【0055】ダイクロイックミラー18を透過したレー
ザ光3を、排煙6に照射させると、排煙6からはレーザ
ブレークダウンプラズマ7が発生する。このとき、ダイ
オキシン等から発生する塩素等のハロゲン元素の蛍光
は、プラズマ放射光8として再び単一光ファイバ17a
からダイクロイックミラー18、レンズ19b、反射鏡
20を介して分光器11に案内される。
When the laser beam 3 transmitted through the dichroic mirror 18 is irradiated on the smoke 6, a laser breakdown plasma 7 is generated from the smoke 6. At this time, the fluorescence of the halogen element such as chlorine generated from dioxin or the like is converted again into the single optical fiber 17a as the plasma emission light 8.
Is guided to the spectroscope 11 via the dichroic mirror 18, the lens 19b, and the reflecting mirror 20.

【0056】なお、一般に、レーザ光3の発振波長は、
例えばYAGレーザの場合、10.6ミクロンの波長で
あり、また、塩素等の蛍光信号は上述のとおり0.84
ミクロンの波長であるから、単一光ファイバ17aにダ
イクロイックミラー18を設けても、レーザ光3だけを
通過させ、他の波長の光を反射させることが可能であ
る。
Generally, the oscillation wavelength of the laser beam 3 is
For example, in the case of a YAG laser, the wavelength is 10.6 microns, and the fluorescence signal of chlorine or the like is 0.84 as described above.
Since the wavelength is on the order of microns, even if the dichroic mirror 18 is provided on the single optical fiber 17a, it is possible to pass only the laser light 3 and reflect light of another wavelength.

【0057】このように、本実施形態は、レーザ装置1
および分光器11と排煙6との間にレーザ光3のみを透
過させるダイクロイックミラー18と単一光ファイバ1
7aとを設けたので、レーザ光3およびプラズマ放射光
8のそれぞれを別々にファイバで伝送させるのに較べて
光路(光伝送路)を簡素化し、かつ小型化することがで
きる。
As described above, in the present embodiment, the laser device 1
And a dichroic mirror 18 and a single optical fiber 1 that transmit only the laser light 3 between the spectroscope 11 and the smoke exhaust 6.
7a, the optical path (optical transmission path) can be simplified and miniaturized as compared with transmitting the laser light 3 and the plasma radiation light 8 separately through fibers.

【0058】図6は、本発明に係る分析装置の第5実施
形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成と
同一部分または対応する部分には同一符号を付す。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a fifth embodiment of the analyzer according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding portions as the configuration of the first embodiment.

【0059】本実施形態に係る分析装置は、プラズマ放
射光8を分光器(図示せず)に案内する際、光路にプリ
ズム状の分光素子22を設ける一方、このプリズム状の
分光素子22の入口側に入口スリット21を設けるとと
もに、その出口側の分光光路23,24に対応する出口
スリット25を介して光電子増倍管26a,26bを設
けたものである。
In the analyzer according to the present embodiment, when the plasma radiation light 8 is guided to a spectroscope (not shown), the prism-shaped spectral element 22 is provided in the optical path, and the entrance of the prism-shaped spectral element 22 is provided. An entrance slit 21 is provided on the side, and photomultiplier tubes 26a, 26b are provided via exit slits 25 corresponding to the spectral light paths 23, 24 on the exit side.

【0060】プラズマ放射光8は、通常、ダイオキシン
等に基づく塩素等の蛍光発光成分が含まれているが、そ
のほかに有機ハロゲン等の有害物が含まれている場合、
そのハロゲン元素の蛍光発光成分も含まれる。例えば、
プラズマ放射光8にフッ素が含まれていた場合、68
5.6nmの蛍光が観測される。このため、プラズマ放
射光8は、図示のとおり、分光素子22で分光され、塩
素の蛍光(837.6nm)とフッ素の蛍光に分離さ
れ、別の場所で結像する。
The plasma emission light 8 generally contains a fluorescent light-emitting component such as chlorine based on dioxin or the like, but when it contains a harmful substance such as an organic halogen,
The fluorescent component of the halogen element is also included. For example,
When the plasma radiation 8 contains fluorine, 68
5.6 nm fluorescence is observed. For this reason, as shown in the figure, the plasma radiation light 8 is separated by the spectroscopic element 22, separated into chlorine fluorescence (837.6 nm) and fluorine fluorescence, and forms an image at another place.

【0061】本実施形態は、このような点に着目したも
ので、プリズム状の分光素子22の入口側にスリット2
1を設けるとともに、その出口側に塩素蛍光とフッ素蛍
光とを別々に区分けする分光光路23,24に対応する
出口スリット25を介して光電子素子管26a,26b
を設けたものである。
The present embodiment focuses on such a point, and the slit 2 is provided on the entrance side of the prism-shaped spectral element 22.
And optoelectronic element tubes 26a, 26b on the exit side through exit slits 25 corresponding to spectral light paths 23, 24 for separately separating chlorine fluorescence and fluorine fluorescence.
Is provided.

【0062】このように、本実施形態では、分光素子2
2の入口側および出口側のそれぞれに入口スリット2
1、出口スリット25を設けるとともに、出口スリット
25のそれぞれの光路に光電子増倍管26a,26bを
設けたので、多くの有害物元素を同時にリアルタイム
に、かつオンラインで計測することができる。
As described above, in this embodiment, the spectral element 2
The entrance slit 2 on each of the entrance side and the exit side
1. Since the exit slit 25 is provided and the photomultiplier tubes 26a and 26b are provided in the respective optical paths of the exit slit 25, many harmful elements can be simultaneously measured in real time and online.

【0063】したがって、本実施形態によれば、多種類
の元素をオンラインで、かつリアルタイムに検出し、さ
らに定量するので、分析作業を簡素化させ、分析データ
の情報をタイムリーに提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, since various types of elements are detected online and in real time, and quantified, it is possible to simplify the analysis work and to provide information of the analysis data in a timely manner. it can.

【0064】なお、本実施形態は、分光素子22の出口
側の分光光路23,24のそれぞれに光電子増倍管26
a,26bを設けたが、この例に限らず、例えば図7に
示すように、分光光路23,24に一つにまめたマルチ
アレー光検出器27を設けてもよい。
In the present embodiment, the photomultiplier tube 26 is provided in each of the spectral light paths 23 and 24 on the exit side of the spectral element 22.
Although a and 26b are provided, the present invention is not limited to this example. For example, as shown in FIG. 7, a multi-array light detector 27 may be provided in the spectral light paths 23 and 24.

【0065】図8は、本発明に係る分析装置の第6実施
形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成と
同一部分または対応する部分には同一符号を付す。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a sixth embodiment of the analyzer according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding portions as the configuration of the first embodiment.

【0066】本実施形態に係る分析装置は、排煙からの
プラズマ放射光8を分光器(図示せず)に案内する光路
に、塩素の発光成分と他の元素の発光成分とを区分けす
るバンドパスフィルタ28a,28bを設けるととも
に、各バンドパスフィルタ28a,28bからの分光を
増幅させる光電子増倍管26a,26bとを設けたもの
である。
In the analyzer according to the present embodiment, a band for separating the luminescent component of chlorine and the luminescent component of another element is provided in an optical path for guiding the plasma emission light 8 from the flue gas to a spectroscope (not shown). In addition to providing the pass filters 28a and 28b, photomultiplier tubes 26a and 26b for amplifying the spectrum from the band pass filters 28a and 28b are provided.

【0067】このような構成を備えた本実施形態に係る
分析装置において、複数の元素を持ったプラズマ放射光
8は、先ず、最初にバンドパスフィルタ28aに入射
し、ここで例えばダイオキシン等の指標となる塩素のみ
を分光光路23を介して透過させ、残りを反射させる。
したがって、塩素等の発光成分のみを分光光路23を介
して光電子増倍管26aに入射させ、この信号を分析す
ればダイオキシン等の濃度が同定できる。
In the analyzer according to the present embodiment having such a configuration, the plasma radiation light 8 having a plurality of elements firstly enters the band-pass filter 28a, where the index of, for example, dioxin is measured. Is transmitted through the spectral light path 23 and the remaining chlorine is reflected.
Therefore, the concentration of dioxin or the like can be identified by allowing only the luminescent component such as chlorine to enter the photomultiplier tube 26a via the spectral light path 23 and analyzing this signal.

【0068】一方、ダイオキシン以外の元素(塩素以外
の元素)を持ったプラズマ放射光8は、分光光路24を
介してバンドパスフィルタ28bに入射する。バンドパ
スフィルタ28bは、例えばフッ素の元素を持ったプラ
ズマ放射光8を透過させ、光電子増倍管26bで増幅さ
せて解析するとフッ素を同定することができる。
On the other hand, the plasma radiation light 8 having an element other than dioxin (an element other than chlorine) enters the bandpass filter 28b via the spectral light path 24. The band-pass filter 28b allows the plasma radiation 8 containing, for example, a fluorine element to pass therethrough, and amplifies it by the photomultiplier tube 26b for analysis, thereby identifying fluorine.

【0069】このように、本実施形態では、複数のバン
ドパスフィルタ28a,28bおよびこれらに対応して
光電子増倍管26a,26bを設けているので、排煙中
のダイオキシン等を定量分析する装置を簡素化してコン
パクト化でき、他の種類の元素をオンラインで、かつリ
アルタイムに検出し、分析データの情報をタイムリーに
提供することができる。
As described above, in the present embodiment, since the plurality of band-pass filters 28a and 28b and the photomultiplier tubes 26a and 26b are provided correspondingly, the apparatus for quantitatively analyzing dioxin and the like in the smoke exhaust gas is provided. Can be simplified and downsized, other types of elements can be detected online and in real time, and information on analysis data can be provided in a timely manner.

【0070】なお、本実施形態は、プラズマ放射光8の
光路に複数個のバンドパスフィルタ28a,28bとこ
れらに対応する光電子増倍管26a,26bを設けた
が、この例に限らず、例えば図9に示すように、レーザ
装置1からのパルス状のレーザ光3と排煙(図示せず)
に案内する光路に一つの半透鏡29を設けるとともに、
半透鏡29からバイパスさせて形成する閉フィルタ31
に複数の全反射鏡30a,30b,30cを設けてもよ
い。
In this embodiment, a plurality of band-pass filters 28a and 28b and corresponding photomultipliers 26a and 26b are provided in the optical path of the plasma radiation 8; however, the present invention is not limited to this example. As shown in FIG. 9, pulsed laser light 3 from laser device 1 and smoke exhaust (not shown)
One semi-transparent mirror 29 is provided in the optical path for guiding
Closed filter 31 formed by bypassing semi-transparent mirror 29
May be provided with a plurality of total reflection mirrors 30a, 30b, 30c.

【0071】この場合、レーザ装置1から発振したパル
ス状のレーザ光3は、半透鏡29および全反射鏡30
a,30b,30cの働きにより一部が閉ループ31を
循環するため時間遅れを生じる。そして、この時間遅れ
を生じさせたレーザ光3を、重なり合うことによりパル
ス幅を伸ばすことが可能となる。
In this case, the pulsed laser light 3 oscillated from the laser device 1 is applied to the semi-transparent mirror 29 and the total reflection mirror 30.
Due to the functions of a, 30b, and 30c, a part of the circuit circulates through the closed loop 31, so that a time delay occurs. The pulse width can be extended by overlapping the laser beams 3 that have caused the time delay.

【0072】通常、パルス状のレーザ光3のパルス幅
は、YAGレーザの場合、5nsec程度であり、レー
ザ光3の伝搬時間が1m当り3nsecであることを考
えれば、例えば上述の閉ループ31の長さを1.7m程
度に調整するとレーザパルス幅を倍増できる。このよう
な構成でレーザブレークダウンプラズマを作ると、例え
ば塩素の場合、励起準位のエネルギレベルが10.4e
Vと他の元素に比較して低いため、レーザパルス幅が広
がるとともに、10.4eV程度の励起が効率よく行え
るようレーザパルス幅を調整することにより、塩素原子
が強調されて蛍光を発光し、他の雑音発光成分の酸素、
窒素、水素、炭素等の蛍光を相対的に弱めることがで
き、分析の精度を向上させることができる。
Usually, the pulse width of the pulsed laser light 3 is about 5 nsec in the case of a YAG laser, and considering that the propagation time of the laser light 3 is 3 nsec per 1 m, for example, the length of the above-described closed loop 31 is long. By adjusting the height to about 1.7 m, the laser pulse width can be doubled. When a laser breakdown plasma is produced in such a configuration, for example, in the case of chlorine, the energy level of the excitation level is 10.4 e.
Since V is lower than V and other elements, the laser pulse width is widened, and by adjusting the laser pulse width so that excitation of about 10.4 eV can be efficiently performed, chlorine atoms are emphasized to emit fluorescence, Oxygen of other noise emitting components,
The fluorescence of nitrogen, hydrogen, carbon and the like can be relatively weakened, and the accuracy of analysis can be improved.

【0073】したがって、本実施形態によれば、レーザ
装置1の光路に半透鏡29を設けるとともに、閉ループ
31に全反射鏡30a,30b,30cを設け、レーザ
光3のパルス幅を変換させたので、分析精度を向上させ
ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the semi-transparent mirror 29 is provided in the optical path of the laser device 1, and the total reflection mirrors 30a, 30b, and 30c are provided in the closed loop 31, so that the pulse width of the laser beam 3 is changed. In addition, the analysis accuracy can be improved.

【0074】図10は、本発明に係る分析装置の第7実
施形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成
と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a seventh embodiment of the analyzer according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding portions as the configuration of the first embodiment.

【0075】本実施形態に係る分析装置は、レーザ装置
1を、主レーザ装置32と副レーザ装置33との複数個
に区分けするとともに、主レーザ装置32の光路にダイ
クロイックミラー34を、また副レーザ装置33の光路
に全反射鏡35をそれぞれ設け、主レーザ装置32から
発振するレーザ光3と副レーザ装置33から発振するレ
ーザ光3とをダイクロイックミラー34で合成させ、合
成レーザ光36としたものである。
The analyzer according to the present embodiment divides the laser device 1 into a plurality of main laser devices 32 and sub-laser devices 33, a dichroic mirror 34 in the optical path of the main laser device 32, and a sub-laser device. A total reflection mirror 35 is provided on the optical path of the device 33, and the laser beam 3 oscillated from the main laser device 32 and the laser beam 3 oscillated from the sub-laser device 33 are combined by a dichroic mirror 34 to form a combined laser beam 36. It is.

【0076】このような構成を備えた本実施形態に係る
分析装置において、主レーザ装置1から発振したパルス
状のレーザ光3は、ダイクロイックミラー34を透過す
る。また、副レーザ装置33から発振したパルス状の弱
いレーザ光3は全反射鏡35で反射され、ダイクロイッ
クミラー34に入射する。通常、一方からのパルス状の
レーザ光3と、他方からのパルス状の弱いレーザ光3と
は、波長が異なっても、ダイクロイックミラー34で合
成する。このとき、合成レーザ光36は、排煙6により
散乱するが、一部が分光器(図示せず)に戻されるた
め、この強度を計測すれば、排煙6の散乱粒子の濃度が
判明する。この濃度情報は、レーザブレーダウンプラズ
マの塩素等の蛍光成分が散乱により減衰する量を推定
し、補正することにより測定精度を向上させることがで
きる。
In the analyzer according to this embodiment having such a configuration, the pulsed laser light 3 oscillated from the main laser device 1 passes through the dichroic mirror 34. The weak pulsed laser light 3 oscillated from the sub-laser device 33 is reflected by the total reflection mirror 35 and enters the dichroic mirror 34. Usually, the pulsed laser light 3 from one side and the weak pulsed laser light 3 from the other are combined by the dichroic mirror 34 even if the wavelengths are different. At this time, the synthesized laser light 36 is scattered by the smoke exhaust 6, but a part thereof is returned to the spectroscope (not shown). Therefore, if the intensity is measured, the concentration of the scattered particles of the smoke exhaust 6 becomes clear. . This concentration information can improve the measurement accuracy by estimating and correcting the amount by which the fluorescence component such as chlorine of the laser-breakdown plasma attenuates due to scattering.

【0077】したがって、本実施形態によれば、レーザ
装置1を主レーザ装置32と副レーザ装置33とに区分
けし、各レーザ装置32,33のそれぞれの光路にダイ
クロイックミラー34および全反射鏡35のそれぞれを
設け、主レーザ装置32からのレーザ光3に副レーザ装
置33からの弱いレーザ光3を合成させ、その散乱状況
を計測するので、排煙の散乱粒子濃度が明確になり、分
析精度を向上させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the laser device 1 is divided into the main laser device 32 and the sub-laser device 33, and the dichroic mirror 34 and the total reflection mirror 35 are provided in the respective optical paths of the laser devices 32 and 33. Each of them is provided, and the laser light 3 from the main laser device 32 is combined with the weak laser light 3 from the sub-laser device 33, and the scattering state is measured. Can be improved.

【0078】図11は、本発明に係る分析装置の第8実
施形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成
と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing an eighth embodiment of the analyzer according to the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding portions as the configuration of the first embodiment.

【0079】本実施形態に係る分析装置は、第7実施形
態の合成レーザ光36を利用して排煙6に照射する際、
排煙6を境に対向する光路の位置にレンズ37と反射鏡
38とを設置したものである。
The analyzer according to this embodiment uses the synthetic laser beam 36 of the seventh embodiment to irradiate the smoke exhaust 6 with
A lens 37 and a reflecting mirror 38 are provided at a position on an optical path opposite to the smoke exhaust 6.

【0080】このような構成を備えた本実施形態に係る
分析装置では、合成レーザ光36をレンズ37、排煙6
を介してプラズマ放射光8として分光器(図示せず)に
戻す際、反射鏡38でより一層反射効果を高めて分光器
に戻しているので、外乱等の雑音があっても充分に抗す
ることができ、途中の光路や光学系に汚れがあっても補
正をすれば充分に適用することができ、オンラインの操
作性に、より一層効果的に寄与することができる。
In the analyzer according to this embodiment having such a configuration, the combined laser beam 36 is transmitted to the lens 37 and the smoke
When the light is returned to the spectroscope (not shown) as the plasma radiation 8 via the reflector, the reflection effect is further enhanced by the reflecting mirror 38 and the spectroscope is returned to the spectroscope. Even if there is a dirt on the optical path or the optical system in the middle, it can be applied sufficiently if the correction is made, and it can contribute more effectively to online operability.

【0081】したがって、本実施形態によれば、排煙6
を境に対向する光路の位置にレンズ37と反射鏡38と
を設置し、合成レーザ光36の反射効果をより一層高め
たので、排煙6の散乱粒子濃度が明確になり、分析精度
を向上させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the smoke exhaust 6
The lens 37 and the reflecting mirror 38 are installed at the position of the optical path opposite to the boundary, and the reflection effect of the synthetic laser light 36 is further enhanced, so that the scattered particle concentration of the flue gas 6 becomes clear and the analysis accuracy is improved. Can be done.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る分析
装置は、排煙中のダイオキシン等の濃度を分析するにあ
たり、レーザ遠隔操作手段を設けたので、前処理工程を
要することなく、多種類の元素をオンラインで、かつリ
アルタイムに有害物を容易に定量分析でき、定量分析情
報を基にダイオキシン等の有害物の発生を抑制する制御
運転を容易に行うことができる。
As described above, the analyzer according to the present invention is provided with the laser remote control means for analyzing the concentration of dioxin and the like in the flue gas. Hazardous substances can be easily and quantitatively analyzed on-line and in real time, and a control operation for suppressing the generation of harmful substances such as dioxin can be easily performed based on the quantitative analysis information.

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

【図1】本発明に係る分析装置の第1実施形態を示す概
念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of an analyzer according to the present invention.

【図2】本発明に係る分析装置の第2実施形態を示す概
念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図3】本発明に係る分析装置の第3実施形態を示す概
念図。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図4】本発明に係る分析装置の第3実施形態における
変形例を示す概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a modification of the third embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図5】本発明に係る分析装置の第4実施形態を示す概
念図。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図6】本発明に係る分析装置の第5実施形態を示す概
念図。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a fifth embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図7】本発明に係る分析装置の第5実施形態における
変形例を示す概念図。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a modification of the fifth embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図8】本発明に係る分析装置の第6実施形態を示す概
念図。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a sixth embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図9】本発明に係る分析装置の第6実施形態における
変形例を示す概念図。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a modification of the analyzer according to the sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る分析装置の第7実施形態を示す
概念図。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a seventh embodiment of the analyzer according to the present invention.

【図11】本発明に係る分析装置の第8実施形態を示す
概念図。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing an eighth embodiment of the analyzer according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ装置 2 レーザ遠隔導光手段 3 レーザ光 4 反射鏡 5 煙突 6 排煙 7 レーザブレークダウンプラズマ 8 プラズマ放射光 9 プラズマ放射光遠隔導光手段 10 反射鏡 11 分光器 12 制御装置 13 プラズマ放射光生成部 14 サンプリング配管 15 フィルタ 15a,15b レンズ 16a,16b 光ファイバ 17 バンドル光ファイバ 17a 単一光ファイバ 18 ダイクロイックミラー 19a,19b レンズ 20 反射鏡 21 入口スリット 22 分光素子 23,24 分光光路 25 出口スリット 26a,26b 光電子増倍管 27 マルチアレー光検出器 28a,28b バンドパスフィルタ 29 半透鏡 30a,30b,30c 全反射鏡 31 閉ループ 32 主レーザ装置 33 副レーザ装置 34 ダイクロイックミラー 35 全反射鏡 36 合成レーザ光 37 レンズ 38 反射鏡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser apparatus 2 Laser remote light guide means 3 Laser light 4 Reflector 5 Chimney 6 Smoke exhaust 7 Laser breakdown plasma 8 Plasma radiation 9 Plasma radiation light remote light guide 10 Reflector 11 Spectroscope 12 Controller 13 Plasma radiation Generation unit 14 Sampling pipe 15 Filter 15a, 15b Lens 16a, 16b Optical fiber 17 Bundle optical fiber 17a Single optical fiber 18 Dichroic mirror 19a, 19b Lens 20 Reflecting mirror 21 Inlet slit 22 Spectral element 23, 24 Spectral optical path 25 Exit slit 26a , 26b Photomultiplier tube 27 Multi-array photodetector 28a, 28b Bandpass filter 29 Semi-transmissive mirror 30a, 30b, 30c Total reflection mirror 31 Closed loop 32 Main laser device 33 Secondary laser device 34 Dichroic mirror 35 Total reflection mirror 36 Synthetic laser beam 37 Lens 38 Reflector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/00 G01N 33/00 D (72)発明者 木村 博信 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 岡本 正義 神奈川県横浜市鶴見区寛政町20番1号 株 式会社テルム内 (72)発明者 樽谷 耕平 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 2G043 AA01 BA06 CA01 DA05 EA01 EA14 FA05 GA02 GA04 GA06 GB03 HA01 HA02 HA05 HA09 JA01 JA05 KA08 KA09 LA02 MA01 NA01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/00 G01N 33/00 D (72) Inventor Hironobu Kimura 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Inside Toshiba Yokohama Office (72) Inventor Masayoshi Okamoto 201-1 Kansei-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Therm Co., Ltd. F-term in Toshiba Yokohama Office (reference) 2G043 AA01 BA06 CA01 DA05 EA01 EA14 FA05 GA02 GA04 GA06 GB03 HA01 HA02 HA05 HA09 JA01 JA05 KA08 KA09 LA02 MA01 NA01

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光をパルス状に発振させるレーザ
装置と、レーザ光を排煙に案内するレーザ遠隔導光手段
と、排煙にレーザ光を照射させた際に発生するレーザブ
レークダウンプラズマから生成されるプラズマ放射光を
分光器に案内するプラズマ放射光遠隔導光手段と、上記
分光器に接続され、排煙にレーザ光を照射するタイミン
グを制御するとともに、プラズマ放射光を分光するタイ
ミングを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする
分析装置。
1. A laser device for oscillating laser light in a pulse form, a laser remote light guiding means for guiding the laser light to smoke, and a laser breakdown plasma generated when the smoke is irradiated with the laser light. A plasma radiation light remote guiding means for guiding the generated plasma radiation light to the spectroscope, and controlling the timing of irradiating the smoke light with the laser light connected to the spectroscope and controlling the timing of dispersing the plasma radiation light. An analyzer, comprising: a control device for controlling.
【請求項2】 請求項1記載の分析装置において、排煙
にプラズマ放射光生成部を設けたことを特徴とする分析
装置。
2. The analyzer according to claim 1, further comprising a plasma emission light generator provided in the flue gas.
【請求項3】 プラズマ放射光生成部は、サンプリング
配管に排煙の特定物質を吸着させるフィルタを収容させ
たことを特徴とする請求項2記載の分析装置。
3. The analyzer according to claim 2, wherein the plasma radiation light generating section accommodates a filter for adsorbing a specific substance of flue gas in the sampling pipe.
【請求項4】 フィルタはアルカリ性であることを特徴
とする請求項3記載の分析装置。
4. The analyzer according to claim 3, wherein the filter is alkaline.
【請求項5】 レーザ遠隔導光手段とプラズマ放射光遠
隔導光手段は、ともに光ファイバであることを特徴とす
る請求項1記載の分析装置。
5. The analyzer according to claim 1, wherein the laser remote light guide and the plasma radiation light remote guide are both optical fibers.
【請求項6】 レーザ遠隔導光手段とプラズマ放射光遠
隔導光手段は、ともにバンドル光ファイバであることを
特徴とする請求項1記載の分析装置。
6. The analyzer according to claim 1, wherein the laser remote light guide and the plasma radiation light remote guide are both bundled optical fibers.
【請求項7】 レーザ遠隔導光手段とプラズマ放射光遠
隔導光手段は、一つにして共用する単一光ファイバを用
いたことを特徴とする請求項1記載の分析装置。
7. The analyzer according to claim 1, wherein the laser remote light guide means and the plasma radiation light remote light guide means use a single common optical fiber.
【請求項8】 単一光ファイバはダイクロイックミラー
と反射鏡とを備えたことを特徴とする請求項1記載の分
析装置。
8. The analyzer according to claim 1, wherein the single optical fiber includes a dichroic mirror and a reflecting mirror.
【請求項9】 プラズマ放射光遠隔導光手段は、プラズ
マ放射光の光路に分光素子と光電子増倍管とを備えたこ
とを特徴とする請求項1記載の分析装置。
9. The analyzer according to claim 1, wherein the plasma radiation light remote guiding means includes a spectroscopic element and a photomultiplier tube in an optical path of the plasma radiation light.
【請求項10】 プラズマ放射光遠隔導光手段は、プラ
ズマ放射光の光路に分光素子とマルチアレー光検出器と
を備えたことを特徴とする請求項1記載の分析装置。
10. The analyzer according to claim 1, wherein the plasma radiation light remote guiding means includes a spectroscopic element and a multi-array light detector in an optical path of the plasma radiation light.
【請求項11】 分光素子は、その入口側および出口側
のうち、いずれか少なくとも一方にスリットを備えたこ
とを特徴とする請求項9または10記載の分析装置。
11. The analyzer according to claim 9, wherein the spectroscopic element has a slit on at least one of the entrance side and the exit side.
【請求項12】 プラズマ放射光遠隔導光手段は、プラ
ズマ放射光の光路にバンドパスフィルタと、バンドパス
フィルタに対応させて光電子増倍管とを備えたことを特
徴とする請求項1記載の分析装置。
12. The plasma radiation light remote guiding means according to claim 1, further comprising a band-pass filter in an optical path of the plasma radiation light and a photomultiplier tube corresponding to the band-pass filter. Analysis equipment.
【請求項13】 レーザ遠隔導光手段は、レーザ光の光
路に半透鏡を設けるとともに、この半透鏡からバイパス
させて形成する閉ループに全反射鏡を備えたことを特徴
とする請求項1記載の分析装置。
13. The laser remote light guide means according to claim 1, wherein a semi-transparent mirror is provided in an optical path of the laser beam, and a total reflection mirror is provided in a closed loop formed by bypassing the semi-transparent mirror. Analysis equipment.
【請求項14】 レーザ光をパルス状に発振させるレー
ザ装置は、パルスNd:YAGレーザ、エキシマレー
ザ、OPOレーザ、色素レーザ、銅蒸気レーザ、半導体
レーザ、Tiサファイヤレーザ、炭酸ガスレーザ、窒素
ガスレーザのうち、いずれかを選択したことを特徴とす
る請求項1記載の分析装置。
14. A laser device that oscillates laser light in a pulsed form includes a pulse Nd: YAG laser, excimer laser, OPO laser, dye laser, copper vapor laser, semiconductor laser, Ti sapphire laser, carbon dioxide laser, and nitrogen gas laser. 2. The analyzer according to claim 1, wherein any one of the following is selected.
【請求項15】 レーザ装置は、主レーザ装置と副レー
ザ装置とに区分けするとともに、主レーザ装置から発振
するレーザ光と副レーザ装置から発振する光量の比較的
弱いレーザ光を合成させ、その合成レーザ光を排煙に照
射させる手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の
分析装置。
15. The laser device is divided into a main laser device and a sub-laser device, and a laser beam oscillating from the main laser device and a laser beam with a relatively weak light amount oscillating from the sub-laser device are synthesized. 2. The analyzer according to claim 1, further comprising means for irradiating the smoke with smoke.
【請求項16】 主レーザ装置は、レーザ光の光路にダ
イクロイックミラーを備えたことを特徴とする請求項1
5記載の分析装置。
16. The main laser device according to claim 1, further comprising a dichroic mirror in an optical path of the laser light.
6. The analyzer according to 5.
【請求項17】 副レーザ装置は、レーザ光の光路に全
反射鏡を備えたことを特徴とする請求項15記載の分析
装置。
17. The analyzer according to claim 15, wherein the auxiliary laser device includes a total reflection mirror in an optical path of the laser light.
【請求項18】 合成レーザ光を排煙に照射させる手段
は、排煙を境に互いに対向する光路の位置にレンズと反
射鏡とを備えたことを特徴とする請求項15記載の分析
装置。
18. The analyzer according to claim 15, wherein the means for irradiating the smoke with the combined laser beam includes a lens and a reflecting mirror at positions on the optical path facing each other with the smoke being a boundary.
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