JP2008298452A - Infrared gas analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定成分ガスの赤外線スペクトル吸収に伴うガス圧変動を利用して特定ガス種の濃度を計測する赤外線ガス分析計に関する。 The present invention relates to an infrared gas analyzer that measures the concentration of a specific gas species by using a gas pressure fluctuation accompanying infrared spectrum absorption of a component gas to be measured.
従来技術における赤外線ガス分析計は、測定対象ガスの赤外線吸収によって生じる基準セルと試料セルの赤外線の光量差を、ガスセル吸収方式の検出器(ガスセル検出器)の内部に発生する圧力差で発生する流量をフローセンサで検出して、測定対象ガスの濃度を測定するというものである。 Infrared gas analyzers in the prior art generate a difference in the amount of light between the reference cell and the sample cell caused by the infrared absorption of the gas to be measured due to the pressure difference generated inside the gas cell absorption detector (gas cell detector). The flow rate is detected by a flow sensor, and the concentration of the measurement target gas is measured.
そのダブルビーム型の赤外線ガス分析計の構成は、図5に示すように、赤外線を出射させる赤外線光源11と、この赤外線光源11から発せられる赤外線光束を周期的に同時に、若しくは交互に断続させるモータ12で回転駆動される回転セクタ13と、回転セクタ13で断続されている赤外線光束を分配する分配セル14と、分配セル14の一方側に接続され測定光源として案内して測定光線路を形成する試料セル15と、分配セルの他方側に接続され比較光源として案内して比較光線路を形成する基準セル16と、試料セル15及び基準セル16の出力側に配置され、両者の光線を受け入れる基準側室18及び試料側室19を持つガスセル検出器17と、基準側室18及び試料側室19の連通した流通路23に備えたガスの流通を検出するガス検出手段を形成するサーマルフローセンサ21と、このサーマルフローセンサ21で検出した信号を増幅して濃度信号を生成する交流電圧増幅器22と、から大略構成されている。
As shown in FIG. 5, the double beam type infrared gas analyzer has an
このように構成されているダブルビーム型の赤外線ガス分析計においては、先ず、赤外線光源から発せられた赤外光が分配セル14により2つに分割され、それぞれ基準セル16、試料セル15に入射する。基準セル16には不活性ガスなどが測定対象成分を含まないガスが充填されている。
In the double beam type infrared gas analyzer configured as described above, first, infrared light emitted from an infrared light source is divided into two by a
また、試料セル15には測定試料ガスが流通する。分配セル14で2つに分けられた赤外光は試料セル15でのみ試料ガスの測定対象成分による吸収を受けガスセル検出器17に到達する。
In addition, a measurement sample gas flows through the
ガスセル検出器17は基準セル16からの光と試料セル15からの光を受ける2室(基準側室18、試料側室19)からなっており、その2室が流通路23でつながる構造をしており、その流通路23にガスの行き来を検出するためのサーマルフローセンサ21が取り付けられている。
The
ガスセル検出器17内には測定対象と同じ成分を含むガスが充填されており、基準セル16、試料セル15からの赤外光が照射されると測定対象成分ガスが赤外光を吸収することで、その中でガスが熱膨張する。
The
試料セル15内の測定試料に測定対象成分が多く含まれると、赤外光はそこで多くが吸収されるため、ガスセル検出器17では基準側室19に減少した赤外光が照射され、この光量に対応したガスの膨張が発生する。
If the measurement sample in the
赤外光は回転セクタ13で遮断、照射を繰り返しており、遮断されたときは基準側室18、試料側室19とも赤外光が照射されないのでガスは膨張せず、赤外光が照射されるとガスセル検出器17の試料側室19には試料セル15内の測定対象成分濃度に応じた赤外光が、基準側室18には基準セル16を透過した赤外光が照射される。
The infrared light is repeatedly blocked and irradiated by the
基準側室18はほぼ一定の赤外光が照射され、試料側室19には試料中の測定対象成分濃度に応じた赤外光が照射されるため、試料中の測定対象成分の濃度に応じて両室の間に差圧が生じ、両室間の間に設けられた流通路23をガスが行き来することとなる。そのガスの挙動をサーマルフローセンサ21で検出し、交流電圧増幅器22で増幅し、濃度信号として出力する。
The
一方、熱線式フローセンサを搭載したシングルビーム式NDIRの構成は、図6に示すように、一般に、赤外光を発生するための光源部31、試料ガスが導入されるセル部32、セル部32を通過した赤外光の強度を計測することで最終的に試料濃度を計測するガスセル検出部33の3ユニットから構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the configuration of a single beam type NDIR equipped with a hot wire type flow sensor generally includes a
光源部31は赤外光の発生を担う赤外線光源30、赤外光を断続してセル部32及び検出部33に入射させるためのチョッパー34とから構成されている。
The
チョッパー34は、例えば、光源からの光の通過を許容するように、一部を切り欠いた切り欠き部が形成された2枚羽根の回転円板35とこの回転円板35を回転駆動するモータ36とで構成されており、回転円板35をモータ36で回転させることで、回転円板35の未切り欠き部(遮光部)が光源の前に位置している際には光源からの赤外光を遮光し、切り欠き部が光源の前に位置している際には光源からの赤外光が通過し、セル部32に照射される。
The
セル部32は、試料ガスが導入される部位であって、測定セル37の前後を赤外線が広いスペクトル域で透過可能な赤外線透過性ガラスで形成された窓板38で封止し、試料セル側面などに一端からもう一端へガスが流せるよう試料ガスの試料ガス入口41、試料ガス出口42を備え、また、その内面は赤外光を効率よく反射するために、鏡面仕上げや金などのコーティングが施されている。
The
ガスセル検出部33は、前室43、後室44の2室に分割され、少なくとも前室43の正面並びに前室43と後室44との間の隔壁が赤外光を透過する窓板45で仕切られ、それら2室はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路46で接続された構造となっている。
連通路46には、前後室43、44の圧力差で生じる両室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線式フローセンサ(サーマルフローセンサ)47が配置されている。
更に、これら2室には、NDIRの被測定対象となる、例えば、CO2等の化学種のみ、或いは、この化学種をAr、He、N2等の不活性ガスで希釈されたガスが充填されている。
The gas
In the
Further, these two chambers are filled with a gas that is a target of NDIR measurement, for example, a chemical species such as CO2 or a gas obtained by diluting this chemical species with an inert gas such as Ar, He, or N2. Yes.
このような構成からなるシングルビーム式NDIRにおいては、先ず、光源部31から発した赤外光は、測定セル37を通過してガスセル検出部33に入射する。この時、測定セル37内に被測定成分が存在すると、測定セル37内のガス濃度に応じて、入射した赤外光の一部が測定セル37内のガスに吸収され、残りの赤外光はガスセル検出部33に入射する。
ガスセル検出部33の前室43の正面から入射した赤外光は、前室43及び後室44で吸収されるが、その多くは前室43で吸収される。吸収された光エネルギーは分子の並進運動に変換され、膨張することにより、前後室43、44間に圧力差が発生し、これによって両室を連通する連通路46内に充填(封入)ガスの流れが生じる。このガス流の流速は、ガスセル検出部33への入射光強度に依存するので、前後室43、44の連通路46内に配置された薄膜型熱線フローセンサ47の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することで、ガスセル検出部33への入射前後の赤外強度、即ち、測定セル37中の被測定成分ガス濃度を計測することができるのである。
Infrared light incident from the front of the
しかしながら、従来技術で説明した図5に示したダブルビーム型或いは図6に示したシングルビーム型の赤外線分析計における測定原理は赤外光源から出射される赤外光線の光量を基準にしている。
即ち、赤外線分析計の測定原理は、試料ガス中の測定成分の濃度と、赤外吸収量が関連を持つことに基づく。具体的には、赤外吸収量をランバートベールの法則に従い、入射光の強さを基準にしたとき、そのうちで吸収された光量の割合が、試料ガス中の測定対象成分濃度に関連付けられている。
However, the measurement principle in the double beam type infrared analyzer shown in FIG. 5 or the single beam type infrared analyzer shown in FIG. 6 described in the prior art is based on the amount of infrared light emitted from the infrared light source.
That is, the measurement principle of the infrared analyzer is based on the relationship between the concentration of the measurement component in the sample gas and the amount of infrared absorption. Specifically, when the infrared absorption is based on the Lambert-Beer law and the intensity of incident light is used as a reference, the proportion of the amount of light absorbed is related to the concentration of the measurement target component in the sample gas. .
l(λ)=l0(λ)×e−α(λ)・L・C・・・・・(1)
ここで、
l(λ):試料ガスを透過後の赤外線強度。波長λの関数。
l0(λ):試料ガスに入射する赤外線強度。波長λの関数。
α(λ):測定成分の吸収係数。波長λの関数。
L:試料ガスの吸収長さ
C:測定成分の濃度
l (λ) = l 0 (λ) × e −α (λ) · L · C (1)
here,
l (λ): Infrared intensity after passing through the sample gas. Function of wavelength λ.
l 0 (λ): Infrared intensity incident on the sample gas. Function of wavelength λ.
α (λ): Absorption coefficient of the measurement component. Function of wavelength λ.
L: Sample gas absorption length C: Concentration of measurement component
測定する光学系の形態は異なるものの図5及び図6のいずれも、光源から発せられた放射光量l0を基準にし、この赤外光量が、試料ガスに吸収された後の赤外強度lを計測するように構成されている。
従って、光源から発せられる基準光量l0が、光源の寿命やその他の要因により変動したとき、測定している成分濃度の信号も、(1)式からわかるように変動量に比例して変動してしまう。
又、チョッパーなしで赤外光量が変調可能な半導体材料による赤外光源は、動作温度を上げると不安定要因が顕著となり、動作温度の制約があることが知られている。
このような新しいタイプの光源では安定化技術が課題であり、使用に際しては変動現象への対策が必須である。
Any form of the optical system of FIG. 5 and 6 of different measuring the emitted light quantity l 0 emitted from the light source on the basis, the infrared light quantity, the infrared intensity l after being absorbed in the sample gas It is configured to measure.
Accordingly, the reference light intensity l 0 emitted from the light source, when varied by life and other factors of the light source, the signal of the concentration of the component are also measured, varies in proportion to the amount of variation as can be seen from equation (1) End up.
In addition, it is known that an infrared light source made of a semiconductor material capable of modulating the amount of infrared light without a chopper has an unstable factor when the operating temperature is raised, and has a limitation on the operating temperature.
Stabilization technology is an issue for these new types of light sources, and countermeasures against fluctuation phenomena are essential when used.
上記課題を解決するために、本願発明の赤外線ガス分析計は、次に示す構成にしたことである。 In order to solve the above-described problems, the infrared gas analyzer of the present invention has the following configuration.
(1)試料ガスが流通する測定セルを有し、この測定セルを通過した赤外光における強度の変化を利用して、試料ガス中の測定成分ガスの濃度を検出する赤外線ガス分析計において、
光源駆動電圧制御回路で制御され赤外光を発生する光源と、
前記測定セルを通過した赤外光の強度を検出する測定用ガスセル検出部と、
前記光源からの赤外光が導かれ、この導かれた赤外光のうち前記測定成分ガス以外のガスによる赤外線吸収量を検出するモニタガスセル検出部とを備え、
前記モニタガスセル検出部は、前記測定成分ガス以外のガスによる吸収量を検知した信号と、予め設定された値との偏差を求め、この求めた偏差量に基づいた制御量を前記光源駆動電圧制御回路にフィードバックすることを特徴とする赤外線ガス分析計。
(1) In an infrared gas analyzer that has a measurement cell through which a sample gas flows, and detects the concentration of a measurement component gas in the sample gas by using a change in intensity of infrared light that has passed through the measurement cell.
A light source controlled by a light source drive voltage control circuit to generate infrared light;
A gas cell detector for measurement that detects the intensity of infrared light that has passed through the measurement cell;
Infrared light from the light source is guided, and a monitor gas cell detection unit that detects an infrared absorption amount by a gas other than the measurement component gas in the guided infrared light, and
The monitor gas cell detection unit obtains a deviation between a signal obtained by detecting an absorption amount by a gas other than the measurement component gas and a preset value, and sets a control amount based on the obtained deviation amount to the light source driving voltage control. An infrared gas analyzer that feeds back to a circuit.
(2)前記モニタガスセル検出部は、前記測定成分ガス以外のガスが封入された前後2室で形成され、そのうち少なくとも1室が前記測定セルへ赤外光を導入する光軸上の位置に配置されたことを特徴とする(1)に記載の赤外線ガス分析計。 (2) The monitor gas cell detection unit is formed of two chambers before and after a gas other than the measurement component gas is sealed, and at least one of the chambers is disposed at a position on the optical axis for introducing infrared light into the measurement cell. The infrared gas analyzer according to (1), wherein
(3)前記モニタガスセル検出部は、前記測定成分ガス以外のガスが封入された前後2室で形成され、その前後2室が、前記測定セルへ赤外光を導入する光軸から外れた位置であって、前記赤外光の余剰光が連通する位置に配置されたことを特徴とする(1)に記載の赤外線ガス分析計。 (3) The monitor gas cell detection unit is formed of two front and rear chambers in which a gas other than the measurement component gas is sealed, and the two front and rear chambers are positioned away from the optical axis for introducing infrared light into the measurement cell. The infrared gas analyzer according to (1), wherein the infrared gas analyzer is disposed at a position where the excess light of the infrared light communicates.
(4)前記モニタガスセル検出部に封入されている前記測定成分ガス以外のガスは、前記測定成分ガスの吸収スペクトルと近接、または重なる吸収スペクトルを有するガスであることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の赤外線ガス分析計。 (4) The gas other than the measurement component gas sealed in the monitor gas cell detection unit is a gas having an absorption spectrum close to or overlapping with an absorption spectrum of the measurement component gas (1) to The infrared gas analyzer according to any one of (3).
本発明においては、光源から発せられる赤外光量の変動を予め検出しうる装置をつけることで、光源の劣化などにより発生する光源の光量ドリフトを定量的に把握し、信頼性の表示を行い寿命に関する自己診断が可能となる。
光量ドリフト量を使い、光源の駆動電圧へフィードバックすることで、分析計に投入される光量が変動しない光源システムを得ることができる。このことにより、高精度な計測を可能となる。
測定成分ガスの吸収スペクトルと近接、又は重なる吸収スペクトルを有するガスを用いることにより、光源の発する赤外光のうち測定成分ガスの吸収する波長域の光量に影響を与えることなく計測することが可能となる。
In the present invention, by attaching a device that can detect in advance the variation in the amount of infrared light emitted from the light source, the light amount drift of the light source caused by the deterioration of the light source is quantitatively grasped, the reliability is displayed, and the lifetime is displayed. Self-diagnosis is possible.
By using the light amount drift amount and feeding back to the driving voltage of the light source, it is possible to obtain a light source system in which the light amount input to the analyzer does not vary. This enables highly accurate measurement.
By using a gas that has an absorption spectrum that is close to or overlaps with the absorption spectrum of the measurement component gas, it is possible to measure without affecting the amount of light in the wavelength range that the measurement component gas absorbs in the infrared light emitted from the light source. It becomes.
次に、本願発明に係る赤外線ガス分析計の実施例について図面を参照して説明する。尚、従来技術で説明したものと同じものには同一符号を付与して説明する。 Next, an embodiment of an infrared gas analyzer according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same thing as what was demonstrated by the prior art.
本願発明の測定原理は、光源から出射した赤外光の光路上に、モニタガスセル検出部を配置する。このモニタガスセル検出部の構造は基本的には通常使用されるガスセル検出部と同じであるが、ガスセル内には予め、測定成分とは異なる吸収波長(波長λm)をもつ封入ガスを入れておく。このモニタガスセル検出部からの信号を用いて、赤外線光源を生成する光源駆動電圧制御回路にフィードバック制御をして赤外線光源を補償する。
尚、図2に示すように、モニタガスセル(モニタガスセル検出部)に封入されているガスの吸収波長λmに対して、測定ガスセルの吸収波長λsとは異なるガスである。
The measurement principle of the present invention is that a monitor gas cell detector is disposed on the optical path of infrared light emitted from a light source. The structure of the monitor gas cell detection unit is basically the same as that of a normally used gas cell detection unit. However, an enclosed gas having an absorption wavelength (wavelength λm) different from that of the measurement component is previously placed in the gas cell. . Using the signal from the monitor gas cell detector, feedback control is performed on the light source drive voltage control circuit that generates the infrared light source to compensate the infrared light source.
As shown in FIG. 2, the absorption wavelength λm of the gas sealed in the monitor gas cell (monitor gas cell detector) is different from the absorption wavelength λs of the measurement gas cell.
本願発明の第1実施例の赤外線ガス分析計は、熱線式フローセンサを搭載したシングルビーム式NDIRであり、その構成は、図1に示すように、赤外光を発生するための光源部31、光源部31に直近した位置で赤外線の光路上に赤外光の強度を計測するモニタガスセル検出部51、試料ガスが導入される測定セル37を備えたセル部32、測定セル37を通過した赤外光の強度を計測することで最終的に試料濃度を計測するガスセル検出部33の4ユニットと、ガスセル検出部33で検知された赤外線吸収量から得られた第1の信号を入力して測定対象成分ガスの濃度を演算出力する補正演算出力部52と、モニタガスセル検出器51で検知された赤外線吸収量から得られた第2の信号を入力して振幅を計測する振幅計測回路79と、振幅設定値を予め設定して保存しておく振幅設定器80と、振幅計測回路79で演算された振幅と振幅設定器80に設定されている振幅設定値と比較する比較部81と、赤外線光源を生成する光源用電源82と、比較部81で比較して求めた偏差量に応じて演算した制御量に基づいて赤外線光源を制御する光源駆動電圧制御回路83と、から大略構成されている。
The infrared gas analyzer according to the first embodiment of the present invention is a single beam type NDIR equipped with a heat ray type flow sensor, and its configuration is a
光源部31は赤外光の発生を担う赤外線光源30、赤外光を所定周期で断続してモニタガスセル検出部51、測定セル37及びガスセル検出部33に入射させるためのチョッパー34とから構成されている。
The
チョッパー34は、例えば、赤外線光源30からの赤外光の通過を許容するように、一部を切り欠いた切り欠き部が形成された2枚羽根の回転円板35と、この回転円板35を回転駆動するモータ36とで構成されており、回転円板35をモータ36で回転させることで、回転円板35の未切り欠き部(遮光部)が光源の前に位置している際には光源からの赤外光を遮光(チョッピング)し、切り欠き部が光源の前に位置している際には赤外線光源30からの赤外光が通過し、セル部32に照射される。
The
モニタガスセル検出部51は、ガスセル検出部33と同等の構成をしており、2つの前室54及び後室55に分割され一方の前室54が赤外線光源30からの赤外光を透過させるように配置され、この前室54には赤外光源側に赤外窓48aを、他方側に同じ赤外窓48bを形成している。そして、これら2つの前室54及び後室55はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路56で接続された構造となっている。
連通路56には、2つの前室54及び後室55の圧力差で生じる室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線式フローセンサ(サーマルフローセンサ)57が配置されている。
この2つの前室54及び後室55には測定成分以外のガスが封入されており実施例においては吸収波長(λm)のガス(図2参照)が充填されている。
このモニタガスセル検出部51に封入されている測定成分以外のガスは、測定成分ガスの吸収スペクトルと近接、又は重なる吸収スペクトルを有するガスである。このようなガスを用いることにより、光源の発する赤外光のうち測定成分ガスの吸収する波長域の光量に影響を与えることなく計測することが可能となる。
The monitor gas
The
The two
The gas other than the measurement component sealed in the monitor gas
セル部32は、試料ガスが導入される部位であって、測定セル37の前後を赤外線が広いスペクトル域で透過可能な赤外線透過性ガラスで形成された窓板45で封止し、測定セル37側面に一端からもう一端へガスが流せるよう試料ガス入口41、試料ガス出口42を備え、また、その内面は赤外光を効率よく反射するために、鏡面仕上げや金などのコーティングが施されている。
The
ガスセル検出部33は、前室43、後室44の2室に分割され、少なくとも前室43の正面並びに前室43と後室44との間の隔壁が赤外光を透過する窓板38で仕切られ、それら2室はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路46で接続された構造となっている。
連通路46には、前後室43、44の圧力差で生じる両室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線式フローセンサ47が配置されている。
更に、これら2室には、NDIRの被測定対象となる、例えば、CO2等の化学種のみ、或いは、この化学種をAr、He、N2等の不活性ガスで希釈された吸収波長(λs)のガスが充填されている。
The
A thin film type hot-
Further, in these two chambers, for example, only a chemical species such as CO2 to be measured by NDIR, or an absorption wavelength (λs) obtained by diluting this chemical species with an inert gas such as Ar, He, or N2. Is filled with gas.
このような構成からなるシングルビーム式NDIRにおいては、先ず、光源部31から発した赤外光は、先ずモニタガスセル検出部51の赤外窓48aを通じて、中に封じ込まれた測定成分以外の吸収波長(λm)の封入ガスによる吸収を受ける。
In the single beam type NDIR having such a configuration, first, infrared light emitted from the
モニタガスセル検出部51の前室54の正面から入射して吸収された赤外光は、吸収された光エネルギーの分子の並進運動に変換されることにより膨張し、両者の前室54及び後室55間に圧力差が発生し、これによって両室を連通する連通路56内に充填(封入)ガスの流れが生じる。このガス流の流速は、モニタガスセル検出部51への入射光強度に依存するので、両室54、55の連通路56内に配置された薄膜型熱線フローセンサ57の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することで、光源部31から出射される光強度自体を計測することができる。
Infrared light incident and absorbed from the front of the
そして、モニタガスセル検出部51を透過した赤外光は測定セル37に入る。この時、測定セル37内に被測定成分(吸収波長(λs)のガス)が存在すると、測定セル37内のガス濃度に応じて、入射した赤外光の一部が測定セル37内のガスに吸収され、残りの赤外光はガスセル検出部33に入射する。
Then, the infrared light transmitted through the monitor gas
ガスセル検出部33の前室43の正面から入射した赤外光は、前室43及び後室44で吸収されるが、その多くは前室43で吸収される。吸収された光エネルギーは分子の並進運動に変換されることにより、前後室43、44間に圧力差が発生し、これによって両室43、44を連通する連通路46内に充填(封入)ガスの流れが生じる。
Infrared light incident from the front of the
このガス流の流速は、ガスセル検出部33への入射光強度に依存するので、前後室43、44の連通路46内に配置された薄膜型熱線フローセンサ47の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することで、ガスセル検出部33への入射前後の赤外強度、即ち、測定セル37中の被測定成分ガス濃度を計測することができるのである。
Since the flow velocity of this gas flow depends on the intensity of incident light to the
さて、このようにして、図2に示すようなスペクトルを持つ赤外光は、先ず、モニタガスセル検出部51の赤外窓48aを通じて、中に封じ込まれた封入ガスによる吸収を受け(波長λm)、反対側の赤外窓48bを通じて透過し、測定セル37に入る。
測定セル37内に測定成分ガスが含まれている場合、ここで測定成分の赤外吸収が起きる(波長λs)。これらを透過した後の赤外光が、ガスセル検出部33に入射する。ガスセル検出部33には、測定成分と同じガスが封入されており、測定セル37中に測定成分が存在しているとき、波長λsを中心とする赤外光量が減少する。この変化をガスセル検出部33で検出し、測定成分の濃度信号として出力する。具体的には、セクタにより断続されるタイミングに対応し発生する交流波形の振幅が変化することとなる。このようなプロセスを経て、モニタガスセル検出部51のサーマルフローセンサ信号(第2の信号)と、ガスセル検出部33のフローセンサの信号(第1の信号)が得られる。
In this way, the infrared light having the spectrum as shown in FIG. 2 is first absorbed by the enclosed gas (wavelength λm) through the
When measurement component gas is contained in the
これらの2つの信号は何れも、赤外光源の発光量Ioを基準としているため、赤外光源の劣化などのドリフトにより赤外光量の減少が発生すると、ガスセル検出部33が検出する成分濃度信号(第1の信号)が減少する。同時に、モニタガスセル検出部51が検出する第2の信号の振幅も減少する。
Since these two signals are both based on the light emission amount Io of the infrared light source, the component concentration signal detected by the gas
従って、図1に示すように、振幅設定器80に第2の信号の振幅設定値を設けておき、実際の光源から得られる第2の信号がこの振幅設定値から偏差が生じた場合には、この偏差をゼロとするように光源駆動電圧制御回路83へフィードバック制御することで、常に第2の信号は同じレベルを維持するように制御される。即ち、測定セル37に投入される光量が一定値に保たれることとなる。従って、光源単体の発光特性が劣化や経年変化により変動しても、分析計の分析値には影響を与えないこととなり、ドリフトのない高精度の計測が可能となる。
但し、光源の光量ドリフトが、モニタガスセル検出部51の吸収波長λmと、測定セル37内での試料ガスの吸収波長λsで、同じ比率で発生するという仮定が必要である。しかし、光源の発光温度が大幅に変化しない限り、黒体輻射の発光スペクトルの形状は大きく変化しないので、この仮定は成り立つと考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 1, when the amplitude setting value of the second signal is provided in the
However, it is necessary to assume that the light amount drift of the light source occurs at the same ratio between the absorption wavelength λm of the monitor
尚、測定成分の吸収波長λsと、モニタガスセル検出部51の封入ガスの吸収波長λmは、異なる波長帯にある。このため、モニタガスセル検出部51を装着することで窓材の透過率や表面反射の影響以外には、測定成分の計測に影響を与えることはない。
Note that the absorption wavelength λs of the measurement component and the absorption wavelength λm of the sealed gas of the monitor gas
次に、第2実施例の赤外線ガス分析計について、図面を参照して説明する。 Next, an infrared gas analyzer of the second embodiment will be described with reference to the drawings.
本願発明の第2実施例の赤外線ガス分析計は、熱線式フローセンサを搭載したシングルビーム式NDIRであり、モニタガスセル検出部を構成するガスセルの各室が直列に光軸上に並んだ構造のガスセルを用いたものである。
その構成は、図3に示すように、赤外光を発生するための光源部31、光源部31に直近した位置で赤外線の光路上に赤外光の強度を計測するモニタガスセル検出部61、試料ガスが導入される測定セル37を備えたセル部32、測定セル37を通過した赤外光の強度を計測することで最終的に試料濃度を計測するガスセル検出部33の4ユニットと、ガスセル検出部33で検知された赤外線吸収量から得られた第1の信号を入力して測定対象成分ガスの濃度を演算出力する補正演算出力部52と、モニタガスセル検出器51で検知された赤外線吸収量から得られた第2の信号を入力して振幅を計測する振幅計測回路79と、振幅設定値を予め設定して保存しておく振幅設定器80と、振幅計測回路79で演算された振幅と振幅設定器80に設定されている振幅設定値と比較する比較部81と、赤外線光源を生成する光源用電源82と、比較部81で比較して求めた偏差量に応じて演算した制御量に基づいて赤外線光源を制御する光源駆動電圧制御回路83と、から大略構成されている。
The infrared gas analyzer of the second embodiment of the present invention is a single-beam NDIR equipped with a hot-wire flow sensor, and has a structure in which the chambers of the gas cells constituting the monitor gas cell detector are arranged in series on the optical axis. A gas cell is used.
As shown in FIG. 3, the configuration includes a light source unit 31 for generating infrared light, a monitor gas cell detection unit 61 that measures the intensity of infrared light on the infrared optical path at a position closest to the light source unit 31, 4 units of a cell unit 32 having a measurement cell 37 into which a sample gas is introduced, a gas cell detection unit 33 for finally measuring a sample concentration by measuring the intensity of infrared light that has passed through the measurement cell 37, and a gas cell A correction calculation output unit 52 that inputs the first signal obtained from the infrared absorption amount detected by the detection unit 33 and calculates and outputs the concentration of the measurement target component gas, and the infrared absorption detected by the monitor gas cell detector 51 An amplitude measurement circuit 79 that inputs the second signal obtained from the quantity and measures the amplitude, an amplitude setter 80 that presets and stores the amplitude setting value, and the amplitude calculated by the amplitude measurement circuit 79 And amplitude setter 80 The comparison unit 81 for comparing with the set amplitude set value, the light source power source 82 for generating the infrared light source, and the infrared light source based on the control amount calculated according to the deviation amount obtained by comparison by the comparison unit 81 The light source driving voltage control circuit 83 is generally configured.
光源部31は赤外光の発生を担う赤外線光源30、赤外光を断続してモニタガスセル検出部61、測定セル37及びガスセル検出部33に入射させるためのチョッパー34とから構成されている。
The
チョッパー34は、例えば、光源からの光の通過を許容するように、一部を切り欠いた切り欠き部が形成された2枚羽根の回転円板35とこの回転円板35を回転駆動するモータ36とで構成されており、回転円板35をモータ36で回転させることで、回転円板35の未切り欠き部(遮光部)が光源の前に位置している際には光源からの赤外光を遮光し、切り欠き部が光源の前に位置している際には光源からの赤外光が通過し、セル部32に照射される。
The
モニタガスセル検出部61は、ガスセル検出部33と同等の構成をしており、2つの前室64及び後室65に分割され、前室64に赤外線光源30からの赤外光を透過させ、その赤外光を後室65に通過させるように配置され、この前室64には赤外線光源30側に赤外窓58aを、他方側に同じ赤外窓58bを、同じく前室と後室との間は赤外窓58cが形成されている。そして、これら2つの前室64及び後室65はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路66で接続された構造となっている。
連通路66には、2つの前室64及び後室65の圧力差で生じる室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線式フローセンサ(サーマルフローセンサ)67が配置されている。
この2つの前室64及び後室65には測定成分とは異なるガスが封入されており実施例においては吸収波長(λm)のガスが充填されている。
このモニタガスセル検出部51に封入されている測定成分以外のガスは、測定成分ガスの吸収スペクトルと近接、又は重なる吸収スペクトルを有するガスである。このようなガスを用いることにより、光源の発する赤外光のうち測定成分ガスの吸収する波長域の光量に影響を与えることなく計測することが可能となる。
The monitor gas
A thin film type hot-wire flow sensor (including a hot-wire resistance element for measuring the flow of the filling gas filled in the chamber generated by the pressure difference between the two
The two
The gas other than the measurement component sealed in the monitor gas
セル部32は、試料ガスが導入される部位であって、測定セル37の前後を赤外線が広いスペクトル域で透過可能な赤外線透過性ガラスで形成された窓板45で封止し、測定セル37側面に一端からもう一端へガスが流せるよう試料ガス入口41、試料ガス出口42を備え、また、その内面は赤外光を効率よく反射するために、鏡面仕上げや金などのコーティングが施されている。
The
ガスセル検出部33は、前室43、後室44の2室に分割され、少なくとも前室43の正面並びに前室43と後室44との間の隔壁が赤外光を透過する窓板38で仕切られ、それら2室43、44はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路46で接続された構造となっている。
連通路46には、前室43及び後室44の圧力差で生じる両室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線式フローセンサ47が配置されている。
更に、これら2室43、44には、NDIRの被測定対象となる、例えば、CO2等の化学種のみ、或いは、この化学種をAr、He、N2等の不活性ガスで希釈された吸収波長(λs)のガスが充填されている。
The
In the
Further, in these two
このような構成からなるシングルビーム式NDIRにおいては、先ず、光源部31から発した赤外光は、先ずモニタガスセル検出部61の赤外窓58aを通じて、中に封じ込まれた測定成分以外の吸収波長(λm)の封入ガスによる吸収を受ける。
In the single beam type NDIR having such a configuration, first, infrared light emitted from the
モニタガスセル検出部61の前室64の正面から入射して吸収された赤外光は、吸収された光エネルギーは分子の並進運動に変換されることにより膨張し、両者の前室64及び後室65間に圧力差が発生し、これによって両室64、65を連通する連通路66内に充填(封入)ガスの流れが生じる。このガス流の流速は、モニタガスセル検出部61への入射光強度に依存するので、両室64、65の連通路66内に配置された薄膜型熱線フローセンサ67の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することで、測定成分以外の吸収波長(λm)のガス濃度を計測することができる。
Infrared light incident and absorbed from the front of the
そして、モニタガスセル検出部61を透過した赤外光は測定セル37に入る。この時、測定セル37内に被測定成分(吸収波長(λs)のガス)が存在すると、測定セル37内のガス濃度に応じて、入射した赤外光の一部が測定セル37内のガスに吸収され、残りの赤外光はガスセル検出部33に入射する。
Then, the infrared light transmitted through the monitor
ガスセル検出部33の前室43の正面から入射した赤外光は、前室43及び後室44で吸収されるが、その多くは前室43で吸収される。吸収された光エネルギーは分子の並進運動に変換されることにより、前後室43、44間に圧力差が発生し、これによって両室43、44を連通する連通路46内に充填(封入)ガスの流れが生じる。
Infrared light incident from the front of the
このガス流の流速は、ガスセル検出部33への入射光強度に依存するので、前後室43、44の連通路46内に配置された薄膜型熱線フローセンサ47の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することで、ガスセル検出部33への入射前後の赤外強度、即ち、測定セル37中の被測定成分ガス濃度を計測することができるのである。
Since the flow velocity of this gas flow depends on the intensity of incident light to the
このように構成された第2実施例の赤外線分析計においても第1実施例で説明した赤外線分析計と同様に、図2に示すようなスペクトルを持つ赤外光は、先ず、モニタガスセル検出部61の赤外窓58aを通じて、中に封じ込まれた封入ガスによる吸収を受け(波長λm)、反対側の赤外窓58bを通じて透過し、測定セル37に入る。
測定セル37内に測定成分ガスが含まれている場合、ここで測定成分の赤外吸収が起きる(波長λs)。これらを透過した後の赤外光が、ガスセル検出器33に入射する。ガスセル検出部33には、測定成分と同じガスが封入されており、測定セル37中に測定成分が存在しているとき、波長λsを中心とする赤外光量が減少する。この変化をガスセル検出部33で検出し、測定成分の濃度信号として出力する。具体的には、チョッパー34により断続されるタイミングに対応し発生する交流波形の振幅が変化することとなる。このようなプロセスを経て、モニタガスセル検出部61のサーマルフローセンサ信号(第2の信号)と、ガスセル検出部33のフローセンサの信号(第1の信号)が得られる。
In the infrared analyzer of the second embodiment configured as described above, similarly to the infrared analyzer described in the first embodiment, infrared light having a spectrum as shown in FIG. 61 is absorbed by the enclosed gas enclosed in the
When measurement component gas is contained in the
これらの2つの信号は何れも、赤外光源の発光量Ioを基準としているため、赤外光源の劣化などのドリフトにより赤外光量の減少が発生すると、ガスセル検出部33が検出する成分濃度信号(第1の信号)が減少する。同時に、モニタガスセル検出部61が検出する第2の信号の振幅も減少する。
Since these two signals are based on the light emission amount Io of the infrared light source, the component concentration signal detected by the gas
従って、図3に示すように、振幅設定器80に第2の信号の振幅設定値を設けておき、実際の光源から得られる第2の信号がこの振幅設定値から偏差が生じた場合には、この偏差をゼロとするように光源駆動電圧制御回路83へフィードバック制御することで、常に第2の信号は同じレベルを維持するように制御される。即ち、測定セル37に投入される光量が一定値に保たれることとなる。従って、光源単体の発光特性が劣化や経年変化により変動しても、分析計の分析値には影響を与えないこととなり、ドリフトのない高精度の計測が可能となる。
但し、光源の光量ドリフトが、モニタガスセル検出部51の吸収波長λmと、測定セル37内での試料ガスの吸収波長λsで、同じ比率で発生するという仮定が必要である。しかし、光源の発光温度が大幅に変化しない限り、黒体輻射の発光スペクトルの形状は大きく変化しないので、この仮定は成り立つと考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 3, when the amplitude setting value of the second signal is provided in the
However, it is necessary to assume that the light amount drift of the light source occurs at the same ratio between the absorption wavelength λm of the monitor
尚、測定成分の吸収波長λsと、モニタガスセル検出部61の封入ガスの吸収波長λmは、異なる波長帯にある。このため、モニタガスセル検出部61を装着することで窓材の透過率や表面反射の影響以外には、測定成分の計測に影響を与えることはない。
The absorption wavelength λs of the measurement component and the absorption wavelength λm of the sealed gas of the monitor gas
次に、第3実施例の赤外線ガス分析計について、図面を参照して説明する。 Next, an infrared gas analyzer of the third embodiment will be described with reference to the drawings.
本願発明の第3実施例の赤外線ガス分析計は、熱線式フローセンサを搭載したシングルビーム式NDIRであり、モニタガスセル検出部は測定成分以外のガスが封入された前後2室で形成され、その前後2室が赤外光が連通する光軸から外れた位置であって、赤外光の余剰光が照射する位置に配置されている。 The infrared gas analyzer of the third embodiment of the present invention is a single beam type NDIR equipped with a hot-wire flow sensor, and the monitor gas cell detector is formed of two chambers before and after the gas other than the measurement component is enclosed, The two front and rear chambers are arranged at positions that are out of the optical axis through which infrared light communicates and are irradiated with excess infrared light.
その構成は、図4に示すように、赤外光を発生するための光源部31、光源部31に直近した位置で赤外光の余剰光が照射する位置に配置されているモニタガスセル検出部71、試料ガスが導入される測定セル37を備えたセル部32、測定セル37を通過した赤外光の強度を計測することで最終的に試料濃度を計測するガスセル検出部33の4ユニットと、ガスセル検出部33で検知された赤外線吸収量から得られた第1の信号を入力して測定対象成分ガスの濃度を演算出力する補正演算出力部52と、モニタガスセル検出器51で検知された赤外線吸収量から得られた第2の信号を入力して振幅を計測する振幅計測回路79と、振幅設定値を予め設定して保存しておく振幅設定器80と、振幅計測回路79で演算された振幅と振幅設定器80に設定されている振幅設定値と比較する比較部81と、赤外線光源を生成する光源用電源82と、比較部81で比較して求めた偏差量に応じて演算した制御量に基づいて赤外線光源を制御する光源駆動電圧制御回路83と、から大略構成されている。
As shown in FIG. 4, the configuration includes a
光源部31は赤外光の発生を担う赤外線光源30、赤外光を断続して測定セル37及びガスセル検出部33に入射させるためのチョッパー34とから構成されている。
The
チョッパー34は、例えば、光源からの光の通過を許容するように、一部を切り欠いた切り欠き部が形成された2枚羽根の回転円板35と、この回転円板35を回転駆動するモータ36とで構成されており、回転円板35をモータ36で回転させることで、回転円板35の未切り欠き部(遮光部)が光源の前に位置している際には光源からの赤外光を遮光(チョッピング)し、切り欠き部が光源の前に位置している際には光源からの赤外光が通過し、セル部32に照射される。
The
モニタガスセル検出部71は、ガスセル検出部33と同等の構成をしており、2つの前室74及び後室75に分割され一方の前室74が赤外光源からの余剰光の赤外光を透過させるように配置され、この前室74には赤外光源側に赤外窓78を形成している。そして、これら2つの前室74及び後室75はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路76で接続された構造となっている。
連通路76には、2つの前室74及び後室75の圧力差で生じる室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線式フローセンサ77が配置されている。
この2つの前室74及び後室75には測定成分以外のガスが封入されており実施例においては吸収波長(λm)のガスが充填されている。
このモニタガスセル検出部51に封入されている測定成分以外のガスは、測定成分ガスの吸収スペクトルと近接、又は重なる吸収スペクトルを有するガスである。このようなガスを用いることにより、光源の発する赤外光のうち測定成分ガスの吸収する波長域の光量に影響を与えることなく計測することが可能となる。
The monitor gas cell detection unit 71 has the same configuration as that of the gas
In the
The two
The gas other than the measurement component sealed in the monitor gas
なお、モニタガスセル検出部71と赤外線光源30の間には、チョッパー34と同様のチョッパー35´が設けられ、モニタガスセル検出部71に対する赤外光の通過と遮断を行う。
A
セル部32は、試料ガスが導入される部位であって、測定セル37の前後を赤外線が広いスペクトル域で透過可能な赤外線透過性ガラスで形成された窓板45で封止し、測定セル37側面に一端からもう一端へガスが流せるよう試料ガス入口41、試料ガス出口42を備え、また、その内面は赤外光を効率よく反射するために、鏡面仕上げや金などのコーティングが施されている。
The
ガスセル検出部33は、前室43、後室44の2室に分割され、少なくとも前室43の正面並びに前室と後室との間の隔壁が赤外光を透過する窓板38で仕切られ、それら2室43、44はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路46で接続された構造となっている。
連通路46には、前後室43、44の圧力差で生じる両室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線式フローセンサ47が配置されている。
更に、これら2室43、44には、NDIRの被測定対象となる、例えば、CO2等の化学種のみ、或いは、この化学種をAr、He、N2等の不活性ガスで希釈された吸収波長(λs)のガスが充填されている。
The gas
A thin film type hot-
Further, in these two
このような構成からなるシングルビーム式NDIRにおいては、先ず、光源部31から発した余剰光の赤外光は、先ず、モニタガスセル検出部71の赤外窓78を通じて、中に封じ込まれた測定成分以外の吸収波長(λm)の封入ガスによる吸収を受ける。
In the single beam type NDIR having such a configuration, first, the infrared light of the surplus light emitted from the
モニタガスセル検出部71の前室74の正面から入射して吸収された赤外光は、吸収された光エネルギーの分子の並進運動に変換されることにより膨張し、両者の前室74及び後室75間に圧力差が発生し、これによって両室74、75を連通する連通路76内に充填(封入)ガスの流れが生じる。このガス流の流速は、モニタガスセル検出部71への入射光強度に依存するので、両室74、75の連通路76内に配置された薄膜型熱線フローセンサ77の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することで、測定成分以外の吸収波長(λm)のガス濃度を計測することができる。
The infrared light incident and absorbed from the front of the
同時に、光源部31からの赤外光は測定セル37に入る。この時、測定セル37内に被測定成分(吸収波長(λs)のガス)が存在すると、測定セル37内のガス濃度に応じて、入射した赤外光の一部が測定セル37内のガスに吸収され、残りの赤外光はガスセル検出部33に入射する。
At the same time, infrared light from the
ガスセル検出部33の前室43の正面から入射した赤外光は、前室43及び後室44で吸収されるが、その多くは前室43で吸収される。吸収された光エネルギーは分子の並進運動に変換されることにより、前後室43、44間に圧力差が発生し、これによって両室43、44を連通する連通路46内に充填(封入)ガスの流れが生じる。
Infrared light incident from the front of the
このガス流の流速は、ガスセル検出部33への入射光強度に依存するので、前後室43、44の連通路46内に配置された薄膜型熱線フローセンサ47の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することで、ガスセル検出部33への入射前後の赤外強度、即ち、測定セル33中の被測定成分ガス濃度を計測することができるのである。
Since the flow velocity of this gas flow depends on the intensity of incident light to the
さて、このようにして、図に示すようなスペクトルを持つ余剰光の赤外光は、モニタガスセル検出部71の赤外窓78を通じて、中に封じ込まれた封入ガス(波長λm)による吸収を受ける。
同時に光源部31からの赤外光が測定セル37に入射され、測定セル37内に測定成分ガスが含まれている場合、ここで測定成分の赤外吸収が起きる(波長λs)。これらを透過した後の赤外光が、ガスセル検出器33に入射する。ガスセル検出部33には、測定成分と同じガスが封入されており、測定セル37中に測定成分が存在しているとき、波長λsを中心とする赤外光量が減少する。この変化をガスセル検出部33で検出し、測定成分の濃度信号として出力する。具体的には、チョッパー34により断続されるタイミングに対応し発生する交流波形の振幅が変化することとなる。このようなプロセスを経て、モニタガスセル検出部71のサーマルフローセンサ信号(第2の信号)と、ガスセル検出部33のフローセンサの信号(第1の信号)が得られる。
Now, in this way, the infrared light of the surplus light having the spectrum as shown in the figure is absorbed by the enclosed gas (wavelength λm) enclosed therein through the infrared window 78 of the monitor gas cell detector 71. receive.
At the same time, when infrared light from the
これらの2つの信号は何れも、赤外光源の発光量Ioを基準としているため、
赤外光源の劣化などのドリフトにより赤外光量の減少が発生すると、ガスセル検出部33が検出する成分濃度信号(第1の信号)が減少する。同時に、モニタガスセル検出部71が検出する第2の信号の振幅も減少する。
Since these two signals are both based on the emission amount Io of the infrared light source,
When a decrease in the amount of infrared light occurs due to a drift such as deterioration of the infrared light source, the component concentration signal (first signal) detected by the gas
従って、図4に示すように、振幅設定器に第2の信号の振幅設定値を設けておき、実際の光源から得られる第2の信号がこの振幅設定値から偏差が生じた場合には、この偏差をゼロとするように光源駆動電圧制御回路83へフィードバック制御することで、常に第2の信号は同じレベルを維持するように制御される。即ち、測定セル37に投入される光量が一定値に保たれることとなる。従って、光源単体の発光特性が劣化や経年変化により変動しても、分析計の分析値には影響を与えないこととなり、ドリフトのない高精度の計測が可能となる。
但し、光源の光量ドリフトが、モニタガスセル検出部51の吸収波長λmと、測定セル37内での試料ガスの吸収波長λsで、同じ比率で発生するという仮定が必要である。しかし、光源の発光温度が大幅に変化しない限り、黒体輻射の発光スペクトルの形状は大きく変化しないので、この仮定は成り立つと考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 4, when the amplitude setting value of the second signal is provided in the amplitude setting device and the second signal obtained from the actual light source has a deviation from this amplitude setting value, By performing feedback control to the light source drive
However, it is necessary to assume that the light amount drift of the light source occurs at the same ratio between the absorption wavelength λm of the monitor
尚、測定成分の吸収波長λsと、モニタガスセル検出部71の封入ガスの吸収波長λmは、異なる波長帯にある。このため、モニタガスセル検出部71を装着することで窓材の透過率や表面反射の影響以外には、測定成分の計測に影響を与えることはない。 Note that the absorption wavelength λs of the measurement component and the absorption wavelength λm of the sealed gas in the monitor gas cell detection unit 71 are in different wavelength bands. For this reason, mounting the monitor gas cell detection unit 71 does not affect the measurement of the measurement component other than the influence of the transmittance of the window material and the surface reflection.
光源部からの赤外光を導き、該導いた赤外光のうち測定成分以外のガス吸収量を検知するモニタガスセル検出部を備えたことにより、光源の劣化などにより発生する光源の光量ドリフトを定量的に把握し、測定成分の濃度信号ドリフトを補償し、高精度な計測を可能とした赤外線ガス分析計を提供する。 By providing a monitor gas cell detection unit that guides infrared light from the light source unit and detects the amount of gas absorption of the guided infrared light other than the measurement component, the light amount drift of the light source that occurs due to deterioration of the light source, etc. To provide an infrared gas analyzer that enables quantitative measurement, compensates for concentration signal drift of measurement components, and enables high-precision measurement.
11 赤外線光源
12 モータ
13 回転セクタ
14 分配セル
15 試料セル
16 基準セル
17 ガスセル検出器
18 基準側室
19 試料側室
21 サーマルフローセンサ
22 交流電圧増幅器
23 流通路
30 赤外線光源
31 光源部
32 セル部
33 ガスセル検出部
34 チョッパー
35 回転円板
36 モータ
37 測定セル
38 窓板
41 試料ガス入口
42 試料ガス出口
43 前室
44 後室
45 窓板
46 連通路
47 サーマルフローセンサ
48a 赤外窓
48b 赤外窓
51 モニタガスセル検出部
52 補正演算出力部
54 前室
55 後室
56 連通路
57 サーマルフローセンサ
58a 赤外窓
58b 赤外窓
61 モニタガスセル検出部
64 前室
65 後室
66 連通路
67 サーマルフローセンサ
71 モニタガスセル検出部
74 前室
75 後室
76 連通路
77 フローセンサ
78 赤外窓
79 振幅計測回路
80 振幅設定器
81 比較部
82 光源用電源
83 光源駆動電圧制御回路
11 Infrared
Claims (4)
光源駆動電圧制御回路で制御され赤外光を発生する光源と、
前記測定セルを通過した赤外光の強度を検出する測定用ガスセル検出部と、
前記光源からの赤外光が導かれ、この導かれた赤外光のうち前記測定成分ガス以外のガスによる赤外線吸収量を検出するモニタガスセル検出部とを備え、
前記モニタガスセル検出部は、前記測定成分ガス以外のガスによる吸収量を検知した信号と、予め設定された値との偏差を求め、この求めた偏差量に基づいた制御量を前記光源駆動電圧制御回路にフィードバックすることを特徴とする赤外線ガス分析計。 In an infrared gas analyzer that has a measurement cell through which a sample gas circulates and detects the concentration of a measurement component gas in the sample gas by using a change in intensity of infrared light that has passed through the measurement cell.
A light source controlled by a light source drive voltage control circuit to generate infrared light;
A gas cell detector for measurement that detects the intensity of infrared light that has passed through the measurement cell;
Infrared light from the light source is guided, and a monitor gas cell detection unit that detects an infrared absorption amount by a gas other than the measurement component gas in the guided infrared light, and
The monitor gas cell detection unit obtains a deviation between a signal obtained by detecting an absorption amount by a gas other than the measurement component gas and a preset value, and sets a control amount based on the obtained deviation amount to the light source driving voltage control. An infrared gas analyzer that feeds back to a circuit.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015180899A (en) * | 2015-07-14 | 2015-10-15 | 横河電機株式会社 | laser gas analyzer |
CN107036994A (en) * | 2017-05-25 | 2017-08-11 | 北京雪迪龙科技股份有限公司 | A kind of non-dispersion infrared gas analyzer of dynamic reference and the method for detecting gas concentration |
CN108507966A (en) * | 2018-07-02 | 2018-09-07 | 青岛海纳光电环保有限公司 | A kind of infrared spectrum gas sensor and data processing method |
CN112666108A (en) * | 2020-11-27 | 2021-04-16 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | Method for detecting mixed gas after pyrolysis of environment-friendly gas by infrared spectroscopy |
-
2007
- 2007-05-29 JP JP2007141762A patent/JP2008298452A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015180899A (en) * | 2015-07-14 | 2015-10-15 | 横河電機株式会社 | laser gas analyzer |
CN107036994A (en) * | 2017-05-25 | 2017-08-11 | 北京雪迪龙科技股份有限公司 | A kind of non-dispersion infrared gas analyzer of dynamic reference and the method for detecting gas concentration |
CN108507966A (en) * | 2018-07-02 | 2018-09-07 | 青岛海纳光电环保有限公司 | A kind of infrared spectrum gas sensor and data processing method |
CN112666108A (en) * | 2020-11-27 | 2021-04-16 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | Method for detecting mixed gas after pyrolysis of environment-friendly gas by infrared spectroscopy |
CN112666108B (en) * | 2020-11-27 | 2023-07-25 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | Method for detecting mixed gas after pyrolysis of environment-friendly gas by infrared spectrum |
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