JP2009128111A - Light receiving unit and concentration measuring apparatus - Google Patents
Light receiving unit and concentration measuring apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009128111A JP2009128111A JP2007301725A JP2007301725A JP2009128111A JP 2009128111 A JP2009128111 A JP 2009128111A JP 2007301725 A JP2007301725 A JP 2007301725A JP 2007301725 A JP2007301725 A JP 2007301725A JP 2009128111 A JP2009128111 A JP 2009128111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- receiving unit
- concentration
- spaces
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えば、雰囲気に含まれる二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置に用いられる受光ユニット及びこの受光ユニットを有した濃度測定装置に関する。 The present invention relates to a light receiving unit used in a concentration measuring device that measures the concentration of a predetermined gas such as carbon dioxide, water vapor, and carbon monoxide contained in an atmosphere, and a concentration measuring device having the light receiving unit.
例えば、二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素などの所定の気体の濃度を測定する濃度測定装置には、従来から種々の気体サンプル室が用いられてきた。従来の気体サンプル室は、雰囲気が充填された筒状のセルと、セルの一端部に配された赤外線を放射する光源と、セルの他端部に配された受光器と、を有している(例えば特許文献1を参照。)。 For example, various gas sample chambers have conventionally been used for concentration measuring devices that measure the concentration of a predetermined gas such as carbon dioxide, water vapor, or carbon monoxide. A conventional gas sample chamber has a cylindrical cell filled with an atmosphere, a light source that emits infrared light disposed at one end of the cell, and a light receiver disposed at the other end of the cell. (For example, refer to Patent Document 1).
上記受光器は、赤外線センサと、この赤外線センサと光源との間に配置されて所定の波長の赤外線のみを透過させるフィルタとを有している。フィルタを透過する赤外線波長は、測定対象の気体に対する測定濃度範囲により定められている。即ち、フィルタを透過する赤外線波長は、測定対象の気体の測定範囲が0ppmから数千ppmオーダーであれば最も減衰し易い赤外線波長が選択されるなど、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて適切に選ばれている。 The light receiver includes an infrared sensor and a filter that is disposed between the infrared sensor and the light source and transmits only infrared light having a predetermined wavelength. The infrared wavelength that passes through the filter is determined by the measured concentration range for the gas to be measured. That is, the infrared wavelength that passes through the filter depends on the measurement concentration range of the measurement target gas, such as the infrared wavelength that is most easily attenuated if the measurement range of the measurement target gas is on the order of 0 ppm to several thousand ppm. Appropriately selected.
上述した従来の気体サンプル室即ち濃度測定装置は、フィルタを介して赤外線センサが受光した光源からの赤外線の強さを測定することで、前記雰囲気中の前述した測定対象の気体の濃度を測定する。 The above-described conventional gas sample chamber, that is, the concentration measuring apparatus measures the concentration of the gas to be measured in the atmosphere by measuring the intensity of infrared rays from the light source received by the infrared sensor through the filter. .
また、上述した従来の濃度測定装置は、測定対象の気体が複数種類ある場合は、上述した構成の気体サンプル室を複数設けていた。このため、濃度測定装置が大型化する傾向にあった。 Further, the conventional concentration measuring apparatus described above has provided a plurality of gas sample chambers having the above-described configuration when there are a plurality of types of gases to be measured. For this reason, the concentration measuring device tends to increase in size.
そこで、1つのセル内に複数の受光部を設けることにより小型化を図った濃度測定装置が特許文献2に考案されている。しかしながらこの濃度測定装置は、単純に1つのセル内に複数の受光器を設けた構成であることから、一つの受光器のフィルタを透過した赤外線が他の受光器の赤外線センサに受光されてしまう可能性があり、精度の高い濃度測定ができないという問題があった。
したがって、本発明の目的は、雰囲気中の測定対象となる複数種類の気体の濃度測定を同時に精度良く行うことができ、搭載される装置を小型化できる受光ユニット及びこの受光ユニットを有した濃度測定装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light receiving unit capable of simultaneously measuring the concentrations of a plurality of types of gases to be measured in the atmosphere with high accuracy and miniaturizing a mounted device, and a concentration measurement having the light receiving unit. To provide an apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、雰囲気が充填されるセルの一端部に配された光源からの光を受光する、前記セルの他端部に配された受光ユニットであって、前記光源と相対する側に開口部が形成された箱状の箱状部材と、前記一端部から前記他端部に向かう方向に沿って延び、前記箱状部材の内部空間を複数の空間に分割する分割部材と、前記複数の空間の前記開口部側にそれぞれ配され、予め定められた波長の光のみを透過させるとともに透過させる光の波長が互いに異なる複数のフィルタと、前記複数の空間それぞれに配され、前記フィルタを透過した光を受光する複数のセンサと、を有していることを特徴とする受光ユニットである。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記分割部材が、ユニット本体内の空間を、互いに容積が異なる複数の空間に分割していることを特徴とするものである。このため、容積が大きな空間に配されたセンサは、容積が小さな空間に配されたセンサと比較して、光源からの光をより多く受光することが可能となり、測定対象の気体の濃度について、より高感度で測定することができる。
The invention described in
請求項3に記載された発明は、請求項1または請求項2に記載された発明において、前記複数のセンサの受光面が、前記一端部から前記他端部に向かう方向に対して傾斜して配されていることを特徴とするものである。
The invention described in
請求項4に記載された発明は、セル内の一端部に光源を配し、他端部に前記光源からの光を受光する受光ユニットを配した気体サンプル室と、前記受光ユニットが受光した前記光源からの光の強さに基づいて、前記気体サンプル室内の予め定められた気体の濃度を算出する濃度算出部と、を有した濃度測定装置において、前記受光ユニットとして、請求項1〜3のうち1項に記載の受光ユニットを有していることを特徴とする濃度測定装置である。
The invention described in
請求項1に記載の本発明は、雰囲気が充填されるセルの一端部に配された光源からの光を受光する、前記セルの他端部に配された受光ユニットが、前記光源と相対する側に開口部が形成された箱状の箱状部材と、前記一端部から前記他端部に向かう方向に沿って延び、前記箱状部材の内部空間を複数の空間に分割する分割部材と、前記複数の空間の前記開口部側にそれぞれ配され、予め定められた波長の光のみを透過させるとともに透過させる光の波長が互いに異なる複数のフィルタと、前記複数の空間それぞれに配され、前記フィルタを透過した光を受光する複数のセンサと、を有していることから、雰囲気中の測定対象となる複数種類の気体の濃度測定を同時に精度良く行うことができ、搭載される装置を小型化できる受光ユニットを提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, a light receiving unit disposed at the other end of the cell that receives light from a light source disposed at one end of the cell filled with the atmosphere faces the light source. A box-shaped box-shaped member having an opening formed on the side, a split member that extends along the direction from the one end to the other end, and divides the internal space of the box-shaped member into a plurality of spaces; A plurality of filters each disposed on the opening side of the plurality of spaces and transmitting only light of a predetermined wavelength and having different wavelengths of light to be transmitted; and each of the plurality of spaces, Since it has multiple sensors that receive the light that has passed through, it can simultaneously measure the concentration of multiple types of gases to be measured in the atmosphere with high accuracy and downsize the mounted device Light receiving unit It can be.
請求項2に記載の本発明は、前記分割部材が、ユニット本体内の空間を、互いに容積が異なる複数の空間に分割していることから、雰囲気中の測定対象となる複数種類の気体の濃度測定を同時に精度良く行うことができる。
In the present invention according to
請求項3に記載の本発明は、前記複数のセンサの受光面が、前記一端部から前記他端部に向かう方向に対して傾斜して配されていることから、光源から各センサまでの距離を短くすることができるので、光源の光が拡散する前に各センサが多量の光を受光でき、そのために、各気体の濃度を高精度に測定することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the light receiving surfaces of the plurality of sensors are inclined with respect to the direction from the one end to the other end, the distance from the light source to each sensor Since each sensor can receive a large amount of light before the light from the light source diffuses, the concentration of each gas can be measured with high accuracy.
請求項4に記載の本発明は、請求項1〜3のうち1項に記載の受光ユニットを有していることから、小型で、雰囲気中の測定対象となる複数種類の気体の濃度測定を同時に精度良く行うことができる濃度測定装置を提供することができる。
Since this invention of
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る濃度測定装置を、図1乃至図6を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a concentration measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
濃度測定装置1は、図2に示すように、濃度の測定対象の気体を含んだ雰囲気が充填される気体サンプル室2と、制御回路部3と、受光回路部4と、濃度算出部としてのマイクロコンピュータ(以下、μcomと記載する)5と、を有している。
As shown in FIG. 2, the
上記気体サンプル室2は、図1に示すように、セル6と、光源7と、受光ユニット8とを有している。セル6は、筒状に形成されている。図示例では、セル6は、四角筒状に形成されている。セル6には、セル6内に雰囲気を導く吸入口9aと、セル6内の雰囲気を外部に導く出口9bと、が設けられている。即ち、気体サンプル室2は、吸入口9a、出口9bを有している。これら吸入口9a、出口9bは、セル6の外壁6aを貫通していて、セル6内の気体を雰囲気と等しくするものである。
As shown in FIG. 1, the
上記光源7は、セル6内でかつ当該セル6の一端部6bに設けられている。光源7は、電圧が印加されることで、光としての赤外線をセル6の他端部6cに向かって放射する。また、この光源として、例えば黒体炉、電球等が用いられる。
The
上記受光ユニット8は、図3及び図4に示すように、箱状部材としてのユニット本体11と、分割部材12と、4つのセンサとしての赤外線センサ14a,14b,14c,14dと、4つのフィルタ15a,15b,15c,15dと、集光部材13と、を有している。また、ユニット本体11即ち受光ユニット8は、セル6内でかつ当該セル6の他端部6cに設けられている。
3 and 4, the
上記ユニット本体11は、光源7と相対する側に開口部11aが形成され、外形が円柱状に形成された箱状に形成されている。
The
上記分割部材12は、ユニット本体11内に配されており、第1分割板12aと、第2分割板12bと、で構成されている。これら第1分割板12a,第2分割板12bは、セル6の一端部6bから他端部6cに向かう方向に沿って延びた板状に形成されている。また、これら第1分割板12a,第2分割板12bは、互いに平面方向が直交する向きで、互いに一体形成されている。即ち、分割部材12は平面視が十字状に形成されている。このような分割部材12は、ユニット本体11内の空間を、互いに容積が等しい4つの空間10a,10b,10c,10dに分割している。また、上記開口部11aは、これら4つの空間10a,10b,10c,10dに跨って形成されている。
The dividing
上記4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、互いに同一構成であり、上述した4つの空間10a,10b,10c,10dそれぞれに1つずつ配されているとともに、ユニット本体11の上記開口部11aから離れた側、即ちセル6の他端部6c側、に取り付けられている(図4を参照。)。即ち、これら複数の赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、同一平面上に配され、それぞれの受光面が、一端部6bから他端部6cに向かう方向に対して垂直に配されている。また、これら赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、例えば、焦電型、サーモパイル型のものが用いられる。このような赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、光源7により発せられかつ後述するフィルタ15a,15b,15c,15dを透過した赤外線を受光し、この赤外線の熱を電気エネルギーに変換して、センサ出力としてμcom5に出力する。
The four
上記4つのフィルタ15a,15b,15c,15dは、上述した4つの空間10a,10b,10c,10dそれぞれに対応して設けられており、上述した開口部11aを覆う格好でユニット本体11に取り付けられて、赤外線センサ14a,14b,14c,14dと光源7との間に配置されている。即ち、これら複数のフィルタ15a,15b,15c,15dは、同一平面上に配置されている。
The four
また、上記フィルタ15a,15b,15c,15dは、それぞれ、光源7からの赤外線のうち予め定められた波長の赤外線のみを透過させて、当該透過させた波長の赤外線を赤外線センサ14a,14b,14c,14dまで導く。即ち、複数のフィルタ15a,15b,15c,15dは、互いに透過させる赤外線の波長が異なる。
The
また、上記フィルタ15a,15b,15c,15d各々を透過する赤外線波長は、濃度測定装置1が濃度の測定対象とする気体に対する測定濃度範囲により定められている。即ち、フィルタ15a,15b,15c,15d各々を透過する赤外線波長は、測定範囲が0ppmから数千ppmオーダーであれば最も減衰し易い赤外線波長が選択されるなど、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて適切に選ばれている。
The infrared wavelength transmitted through each of the
また、本実施形態では、空間10a内に配された赤外線センサ14a、及び空間10aの開口部11a側に配されたフィルタ15aは、二酸化炭素の濃度を測定するために設けられている。また、このフィルタ15aは、例えば本実施形態では、二酸化炭素中で減衰しやすい波長である4.27μmの赤外線のみを透過させるように設けられている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、空間10b内に配された赤外線センサ14b、及び空間10bの開口部11a側に配されたフィルタ15bは、水蒸気の濃度を測定するために設けられている。また、このフィルタ15bは、例えば本実施形態では、水蒸気中で減衰しやすい波長である1.9μmの赤外線のみを透過させるように設けられている。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、空間10c内に配された赤外線センサ14c、及び空間10cの開口部11a側に配されたフィルタ15cは、一酸化炭素の濃度を測定するために設けられている。また、このフィルタ15cは、例えば本実施形態では、一酸化炭素中で減衰しやすい波長である4.64μmの赤外線のみを透過させるように設けられている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、空間10d内に配された赤外線センサ14d、及び空間10dの開口部11a側に配されたフィルタ15dは、基準(リファレンス)として設けられている。また、このフィルタ15dは、例えば本実施形態では、大気中で全く減衰しない波長である4.0μmまたは1.5μmの赤外線のみを透過させるように設けられている。
In the present embodiment, the
なお、本発明のフィルタ15a,15b,15c,15dは、必ずしも前述した波長の赤外線のみを透過させるように設けられていなくても良く、前述したように、測定対象の気体の測定濃度範囲に応じて、これら気体の濃度測定に最適な波長の赤外線のみを透過させるように設けられていれば良い。
Note that the
なお、図6は、二酸化炭素に対する赤外線の透過率を示しており、図6中の横軸は赤外線の波長(μm)を示し、図6中の縦軸は赤外線の透過率(%)を示している。図6によれば、波長が4.27μmの赤外線の二酸化炭素中の透過率が、略零であることが示されており、波長が4.27μmの赤外線は、二酸化炭素中を殆ど透過しない(殆ど吸収されてしまう)ことが示されている。 6 shows the infrared transmittance for carbon dioxide, the horizontal axis in FIG. 6 indicates the wavelength of infrared rays (μm), and the vertical axis in FIG. 6 indicates the infrared transmittance (%). ing. FIG. 6 shows that the transmittance of infrared rays having a wavelength of 4.27 μm in carbon dioxide is substantially zero, and infrared rays having a wavelength of 4.27 μm hardly pass through carbon dioxide ( It is almost absorbed).
上記集光部材13は、上述したユニット本体11よりも光源7側、即ちセル6の一端部6b側、に配されている。この集光部材13は、例えば300度などの所定の角度の範囲の赤外線を集光して、フィルタ15a,15b,15c,15dつまり赤外線センサ14a,14b,14c,14dに集中させる。このことにより、光源7から直接入射する赤外線以外にも、セル6の外壁6aの内面で反射する赤外線も赤外線センサ14a,14b,14c,14dに集めることができるので、赤外線の受光効率を良くすることができる。なお、集光部材13として、フレーネルレンズ等を用いることができる。
The condensing
上記制御回路部3は、図2に示すように、発振器16、クロック分周回路17、定電圧回路18などを有しており、μcom5の命令に従って所定の周波数で光源7を点滅させる。
As shown in FIG. 2, the
上記受光回路部4は、図5に示すように、複数のアンプ19と、切り換え器20と、A/D変換器21とを有している。アンプ19は、それぞれ、赤外線センサ14a,14b,14c,14dと1対1に対応して設けられている。アンプ19は、対応する赤外線センサ14a,14b,14c,14dからの信号を増幅して、切り換え器20を介してA/D変換器21に向かって出力する。A/D変換器21は、赤外線センサ14a,14b,14c,14dからの信号をデジタル信号に変換して、μcom5に向かって出力する。
As shown in FIG. 5, the light
上記μcom5は、制御回路部3及び受光回路部4と接続して、これらの動作を制御することで、濃度測定装置1全体の動作をつかさどる。μcom5は、予め定められたプログラムに従って動作するコンピュータである。このμcom5は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置(CPU)、CPUのためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるROM、各種のデータを格納するとともにCPUの処理作業に必要なエリアを有する読み出し専用のメモリであるRAM等を有して構成している。
The
また、μcom5には、濃度測定装置1自体がオフ状態の間も記憶内容の保持が可能で、電気的消去・書き換え可能で、読み出し・書き込み自在なメモリ(EEPROM)が接続している。そして、このメモリには、濃度の算出に必要な吸光係数、測定距離、濃度変換係数等の各種情報を記憶するとともに、算出した濃度を外部から読出可能に時系列的に記憶する。
In addition, memory content (EEPROM) connected to μcom 5 can be stored even when the
上述した構成の濃度測定装置1の動作について以下説明する。まず、発振器16が発振してパルス信号を出力すると、クロック分周回路17がパルス信号を分周して所望の周波数のパルス信号を定電圧回路18に出力する。定電圧回路18は、クロック分周回路17からのパルス信号の入力に応じて光源7に定電圧を供給し、パルス信号の遮断に応じて光源7への定電圧の供給を遮断する。これにより、光源7にはパルス状の定電圧が供給され、光源7が点滅する。
The operation of the
上述のように光源7に定電圧が供給されると、光源7からの赤外線がセル6に入射され、ユニット本体11の各空間10a,10b,10c,10dに入射される。この際、測定対象の気体に応じてそれぞれ定められた波長の赤外線のみが各フィルタ15a,15b,15c,15dを透過し、各空間10a,10b,10c,10dに入射される。そして、各フィルタ15a,15b,15c,15dを透過した赤外線は、それぞれ、各赤外線センサ14a,14b,14c,14dに向かって各空間10a,10b,10c,10d内を進み、これら各赤外線センサ14a,14b,14c,14dに受光される。
When a constant voltage is supplied to the
また、本発明では、4つの空間10a,10b,10c,10dが分割部材12により互いに隔てられていることから、仮に一つのフィルタ(例えば15a)を透過した赤外線がこの一つのフィルタ(例えば15a)が配された一つの空間(10a)以外の他の空間(10b,10c,10d)に向かって進んでも、分割部材12に当たって反射されることによりこの赤外線が一つの空間(10a)内の一つの赤外線センサ(14a)に受光され、他の赤外線センサ(14b,14c,14d)に受光されてしまうことがない。よって、同一のセル6内に配置した複数の赤外線センサ14a,14b,14c,14dにより、複数の種類の気体の濃度を同時に精度良く測定することができる。
In the present invention, since the four
上述のように赤外線を受光した赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、その強度を信号として受光回路部4に向かって出力する。また、受光回路部4は、各赤外線センサ14a,14b,14c,14dからの信号をデジタル信号に変換して、μcom5に向かって出力する。また、μcom5は、各赤外線センサ14a,14b,14c,14dが受光した赤外線の強さに基づいて、予め定められた気体の雰囲気中の濃度を測定する。
As described above, the
具体的には、濃度測定装置1のμcom5は、基準として用いられる赤外線センサ14dで受光した赤外線の強さと、二酸化炭素を測定するための赤外線センサ14aで受光した赤外線の強さと、水蒸気を測定するための赤外線センサ14bで受光した赤外線の強さと、一酸化炭素を測定するための赤外線センサ14cで受光した赤外線の強さと、を比較して、測定対象の二酸化炭素、水蒸気及び一酸化炭素の濃度を測定する。
Specifically, μcom 5 of the
本実施形態によれば、濃度測定装置1は、互いに透過する赤外線の波長が異なる4つのフィルタ15a,15b,15c,15dと、これらに対応した4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dと、を有した受光ユニット8が配された気体サンプル室2を有しているので、雰囲気に含まれる複数の種類の気体の濃度を同時に測定することができるとともに、その小型化が可能となる。
According to the present embodiment, the
そして、これら4つのフィルタ15a,15b,15c,15dと4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dとの間の空間が分割部材12により4つに分割されているので、一つのフィルタ(例えば15a)を透過した赤外線が、この一つのフィルタ(例えば15a)が配された一つの空間(10a)以外の他の空間(10b,10c,10d)に配された他の赤外線センサ(14b,14c,14d)に受光されてしまうことがなく、精度の良い濃度測定を行うことができる。
Since the space between the four
また、4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dが同一のパッケージ即ちユニット本体11に配されており、さらに同一の光源7からの赤外線を受光するので、温度条件や光源7の経時劣化等の環境的な条件が全て同一になり、4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14d間の環境的な特性に対する感度補正を容易に行うことができる。
Further, the four
また、上記気体サンプル室2が機械的な駆動系を有していないので、長期に亘って安定した濃度測定を行うことができる。
Further, since the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る濃度測定装置を、図7を参照して説明する。また、同図において、前述した第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a concentration measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態の濃度測定装置は、図7に示す受光ユニット108を有する気体サンプル室(図1を参照。)を有し、それ以外は第1の実施形態と同一の構成となっている。
The concentration measuring apparatus of the present embodiment has a gas sample chamber (see FIG. 1) having the
上記受光ユニット108は、ユニット本体11と、分割部材112と、4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14d(不図示)と、4つのフィルタ115a,115b,115c,115dと、集光部材13(不図示)と、を有している。また、ユニット本体11即ち受光ユニット108は、セル6内でかつ当該セル6の他端部6cに設けられている(図1を参照。)。
The
上記分割部材112は、ユニット本体11内に配された4つの分割板112aで構成されている。これら分割板112aは、それぞれ、セル6の一端部6bから他端部6cに向かう方向(図1を参照。)に沿って延びた板状に形成され、幅方向の一端部同士が互いに連ねられ、幅方向の他端部がユニット本体11の内表面に連ねられて、互いに一体形成されている。このような分割部材112は、ユニット本体11内の空間を、互いに容積が異なる4つの空間110a,110b,110c,110dに分割している。また、上記4つの空間110a,110b,110c,110dのうち、最も容積が大きく形成された空間110aは、雰囲気中の測定対象となる複数種類の気体のうち、最も低濃度の気体の濃度を測定するために設けられた空間である。また、ユニット本体11の開口部11aは、これら4つの空間110a,110b,110c,110dに跨って形成されている。
The dividing
上記4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、互いに同一構成であり、第1の実施形態と同様に、上述した4つの空間110a,110b,110c,110dそれぞれに1つずつ配されているとともに、ユニット本体11の開口部11aから離れた側、即ちセル6の他端部6c側、に取り付けられている。
The four
上記4つのフィルタ115a,115b,115c,115dは、上述した4つの空間110a,110b,110c,110dそれぞれに対応して設けられており、ユニット本体11の開口部11aを覆う格好でユニット本体11に取り付けられて、赤外線センサ14a,14b,14c,14dと光源7との間に配置されている。
The four
上述した構成の受光ユニット108を有する濃度測定装置は、第1の実施形態と同様に、光源7に定電圧が供給されると、光源7からの赤外線がセル6に入射され、ユニット本体11の各空間110a,110b,110c,110dに入射される。この際、測定対象の気体に応じてそれぞれ定められた波長の赤外線のみが各フィルタ115a,115b,115c,115dを透過し、各空間110a,110b,110c,110dに入射される。そして、各フィルタ115a,115b,115c,115dを透過した赤外線は、それぞれ、各赤外線センサ14a,14b,14c,14dに向かって各空間110a,110b,110c,110d内を進み、これら各赤外線センサ14a,14b,14c,14dに受光される。そして、第1の実施形態と同様に、予め定められた気体の雰囲気中の濃度を測定する。
In the concentration measuring apparatus having the
本実施形態によれば、雰囲気中の測定対象となる複数種類の気体のうち、最も低濃度の気体の濃度を測定する空間110aの容積が、他の空間110b,110c,110dの容積よりも大きく形成されていることから、この空間110aに配された赤外線センサ14aに受光される赤外線量を多くすることができるので、前記最も低濃度の気体の濃度を高精度に測定することができる。
According to this embodiment, the volume of the
このように、本発明では、ユニット本体11内の空間を、測定対象の気体の濃度に応じて互いに容積が異なる複数の空間110a,110b,110c,110dに分割することにより、低濃度の気体の濃度を高精度に測定することができる。
As described above, in the present invention, the space in the unit
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る濃度測定装置を、図8を参照して説明する。また、同図において、前述した第1,2の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a concentration measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same components as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態の濃度測定装置は、図8に示す受光ユニット208を有する気体サンプル室(図1を参照。)を有し、それ以外は第1の実施形態と同一の構成となっている。
The concentration measuring apparatus of the present embodiment has a gas sample chamber (see FIG. 1) having a
上記受光ユニット208は、ユニット本体11と、分割部材12と、4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dと、4つのフィルタ15a,15b,15c,15dと、集光部材13と、を有している。また、ユニット本体11即ち受光ユニット208は、セル6内でかつ当該セル6の他端部6cに設けられている(図1を参照。)。
The
上記4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、互いに同一構成であり、4つの空間10a,10b,10c,10dそれぞれに1つずつ配されているとともに、ユニット本体11の開口部11aから離れた側、即ちセル6の他端部6c側、に取り付けられている。
The four
また、4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dは、それぞれの受光面が、セル6の一端部6bから他端部6cに向かう方向(図8中に矢印Kで示す。)に対して傾斜して配されている。また、これら4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dの受光面の縁部でかつ最も開口部11a寄りに位置付けられた縁部から開口部11aまでの距離は互いに等しくされている。さらに、これら4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dの受光面の縁部でかつ最も開口部11aから離れた側に位置付けられた縁部同士は、互いに同一平面状に位置付けられている。
The four
本実施形態によれば、4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dの受光面が、一端部6bから他端部6cに向かう方向Kに対して傾斜して配されていることから、光源7から4つの赤外線センサ14a,14b,14c,14dの受光面の縁部でかつ最も開口部11a寄りに位置付けられた縁部までの距離、即ち光源7から各赤外線センサ14a,14b,14c,14dまでの距離、を短くすることができるので、各フィルタ15a,15b,15c,15dを透過した赤外線が拡散する前に各赤外線センサ14a,14b,14c,14dが多量の赤外線を受光でき、そのために、各気体の濃度を高精度に測定することができる。
According to this embodiment, the light receiving surfaces of the four
また、前述した第1〜3の実施形態では、光として赤外線を用いている。しかしながら、本発明では、赤外線以外の種々の光を用いても良い。 In the first to third embodiments described above, infrared light is used as light. However, in the present invention, various light other than infrared light may be used.
また、前述した第1〜3の実施形態では、濃度測定装置1が二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素の濃度を測定している。しかしながら、本発明では、濃度測定装置1がNOx、SOx、H2S、O3、CH4、NOなどの二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素以外の種々の気体の濃度を測定しても良い。
In the first to third embodiments described above, the
また、前述した第1〜3の実施形態では、分割部材12,112がユニット本体11内の空間を、4つの空間10a,10b,10c,10d/110a,110b,110c,110dに分割していたが、本発明は「4つの空間」に限定されず、分割部材がユニット本体11内の空間を、2つ以上の複数の空間に分割しているもの全てを含む。
In the first to third embodiments described above, the dividing
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 濃度測定装置
2 気体サンプル室
5 マイクロコンピュータ(濃度算出部)
6 セル
7 光源
8,108,208 受光ユニット
10a,10b,10c,10d 空間
11 ユニット本体(箱状部材)
11a 開口部
12,112 分割部材
14a,14b,14c,14d 赤外線センサ(センサ)
15a,15b,15c,15d フィルタ
110a,110b,110c,110d 空間
115a,115b,115c,115d フィルタ
1
6
15a, 15b, 15c,
Claims (4)
前記光源と相対する側に開口部が形成された箱状の箱状部材と、
前記一端部から前記他端部に向かう方向に沿って延び、前記箱状部材の内部空間を複数の空間に分割する分割部材と、
前記複数の空間の前記開口部側にそれぞれ配され、予め定められた波長の光のみを透過させるとともに透過させる光の波長が互いに異なる複数のフィルタと、
前記複数の空間それぞれに配され、前記フィルタを透過した光を受光する複数のセンサと、
を有していることを特徴とする受光ユニット。 A light receiving unit disposed at the other end of the cell for receiving light from a light source disposed at one end of the cell filled with an atmosphere,
A box-shaped box-shaped member having an opening formed on the side facing the light source;
A dividing member that extends along the direction from the one end to the other end, and divides the internal space of the box-shaped member into a plurality of spaces;
A plurality of filters that are respectively arranged on the opening side of the plurality of spaces, transmit only light of a predetermined wavelength and transmit different wavelengths of light from each other;
A plurality of sensors arranged in each of the plurality of spaces and receiving light transmitted through the filter;
A light receiving unit characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の受光ユニット。 The light receiving unit according to claim 1, wherein the dividing member divides the space in the unit main body into a plurality of spaces having different volumes.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の受光ユニット。 3. The light receiving unit according to claim 1, wherein light receiving surfaces of the plurality of sensors are inclined with respect to a direction from the one end portion toward the other end portion.
前記受光ユニットが受光した前記光源からの光の強さに基づいて、前記気体サンプル室内の予め定められた気体の濃度を算出する濃度算出部と、を有した濃度測定装置において、
前記受光ユニットとして、請求項1〜3のうち1項に記載の受光ユニットを有していることを特徴とする濃度測定装置。 A gas sample chamber in which a light source is arranged at one end in the cell, and a light receiving unit for receiving light from the light source is arranged at the other end;
In a concentration measuring device having a concentration calculation unit that calculates a concentration of a predetermined gas in the gas sample chamber based on the intensity of light from the light source received by the light receiving unit,
A concentration measuring apparatus comprising the light receiving unit according to claim 1 as the light receiving unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007301725A JP2009128111A (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Light receiving unit and concentration measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007301725A JP2009128111A (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Light receiving unit and concentration measuring apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009128111A true JP2009128111A (en) | 2009-06-11 |
Family
ID=40819205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007301725A Pending JP2009128111A (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Light receiving unit and concentration measuring apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009128111A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10502682B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-12-10 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Device for determining the concentration of at least one gas component in a breathing gas mixture |
WO2021131574A1 (en) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 株式会社堀場製作所 | Infrared detector and gas analyzer |
KR102339624B1 (en) * | 2020-08-29 | 2021-12-16 | (주)세성 | Refrigerant gas leak detection sensor and leak detection method using the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5017276A (en) * | 1973-05-10 | 1975-02-24 | ||
JPH05157689A (en) * | 1991-12-07 | 1993-06-25 | Horiba Ltd | Gas analyzer |
JPH09229858A (en) * | 1996-02-20 | 1997-09-05 | Horiba Ltd | Infrared gas analyzer |
JP2000503122A (en) * | 1996-01-10 | 2000-03-14 | エンジェルハード・センサー・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | Passive infrared analysis gas sensor and multi-channel detector using it |
-
2007
- 2007-11-21 JP JP2007301725A patent/JP2009128111A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5017276A (en) * | 1973-05-10 | 1975-02-24 | ||
JPH05157689A (en) * | 1991-12-07 | 1993-06-25 | Horiba Ltd | Gas analyzer |
JP2000503122A (en) * | 1996-01-10 | 2000-03-14 | エンジェルハード・センサー・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | Passive infrared analysis gas sensor and multi-channel detector using it |
JPH09229858A (en) * | 1996-02-20 | 1997-09-05 | Horiba Ltd | Infrared gas analyzer |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10502682B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-12-10 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Device for determining the concentration of at least one gas component in a breathing gas mixture |
EP3315947B1 (en) * | 2016-10-28 | 2021-04-07 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Device for determining the concentration of at least one gas component in a breathing gas mixture |
WO2021131574A1 (en) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 株式会社堀場製作所 | Infrared detector and gas analyzer |
KR102339624B1 (en) * | 2020-08-29 | 2021-12-16 | (주)세성 | Refrigerant gas leak detection sensor and leak detection method using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4317089B2 (en) | Equipment for quantitative determination of impurities in gas | |
US8772723B2 (en) | Optical gas sensor device and method for determining the concentration of a gas | |
EP1734385A1 (en) | Retro-reflector assembly and opacity monitor incorporating same | |
JP4605839B2 (en) | Apparatus and method for measuring particle size distribution | |
US10768101B2 (en) | Measuring device and method for sensing different gases and gas concentrations | |
KR101746406B1 (en) | Non-Dispersive Infrared Absorption Gas Sensor with Ellipse Type Optical Structure and Measuring Method of Gas Concentration using Thereof | |
JP4766697B2 (en) | Small gas detector | |
JP2009128111A (en) | Light receiving unit and concentration measuring apparatus | |
WO2004023113A1 (en) | Gas sensors | |
JP6481764B2 (en) | Gas concentration detector | |
US10451518B2 (en) | All fiber temperature and air density sensor | |
JP2009014465A (en) | Infrared gas analyzer | |
US10996201B2 (en) | Photoacoustic measurement systems and methods using the photoacoustic effect to measure emission intensities, gas concentrations, and distances | |
JP6428779B2 (en) | Gas concentration detector | |
JP2008232918A (en) | Gas detector | |
JP2009145125A (en) | Gas sample chamber and concentration measuring instrument equipped with the same | |
JP2009139215A (en) | Gas sample chamber and concentration measuring apparatus with the same | |
JP2000187786A (en) | Fire detector and soil compensation method for fire detector | |
JP2017032317A (en) | Gas concentration measurement device | |
CN202562842U (en) | Device for detecting concentration of trace vapor employing optoacoustic spectroscopy | |
JP5421148B2 (en) | Gas concentration calculation device and gas concentration measurement module | |
JP2008292321A (en) | Gas concentration measuring instrument | |
KR102410126B1 (en) | Apparatus and method for Non-dispersive harmful gas detection | |
JP2022017606A (en) | Concentration sensor | |
JP2007046983A (en) | Gas concentration measurement system and gas concentration measurement method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121023 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121221 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130219 |