JP2012242311A - Gas analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はガス分析装置に関する。 The present invention relates to a gas analyzer.
変圧器、リアクトル等の油入電気機器の内部の絶縁油の状態を監視する方法として、油中のガスを分析する装置を用いた方法が提案されている。たとえば特開平11−142832号公報(特許文献1)に、このような方法の具体例が開示される。 As a method for monitoring the state of insulating oil inside oil-filled electrical equipment such as a transformer and a reactor, a method using a device for analyzing gas in the oil has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-142832 (Patent Document 1) discloses a specific example of such a method.
上記の文献で示されたガス分析方法では、油入電気機器本体から絶縁油が採取されて、次に、その絶縁油に溶存するガスが抽出される。抽出されたガスはキャリアガスと混合されて、混合ガスは分離カラムに通される。分離カラムには、ガスの種類によって分離時間が異なるカラム充填材が装填される。分離時間ごとのガス濃度が、酸化物半導体を利用したガスセンサにより検出される。その分離時間とガス濃度とによってガスの成分及び量が検出される。 In the gas analysis method disclosed in the above literature, the insulating oil is collected from the oil-filled electrical device main body, and then the gas dissolved in the insulating oil is extracted. The extracted gas is mixed with a carrier gas, and the mixed gas is passed through a separation column. The separation column is loaded with column packing materials having different separation times depending on the type of gas. The gas concentration for each separation time is detected by a gas sensor using an oxide semiconductor. The component and amount of the gas are detected based on the separation time and the gas concentration.
また、特開2009−92511号公報(特許文献2)には、検出対象のガスを通す中空ファイバと、その中空ファイバの内部に光を照射する発光部と、中空ファイバの内部に照射された光の戻り光を検出する検出部と、その戻り光に基づいてガスを分析する分析部とを備えたガス検出装置が開示されている。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-92511 (Patent Document 2) discloses a hollow fiber that allows a gas to be detected to pass through, a light emitting unit that irradiates light inside the hollow fiber, and light that is irradiated inside the hollow fiber. A gas detection device is disclosed that includes a detection unit that detects the return light and an analysis unit that analyzes the gas based on the return light.
特開平11−142832号公報に記載された従来のガス分析装置では、絶縁油から抽出された複数のガス成分が1つのセンサによって測定される。たとえば水分量が多いといったような何らかの理由によって、分離カラム内でのガスの成分の分離が不十分となる可能性がある。このような場合にはガス成分を適切に検出できない。また、絶縁油から抽出されたガスには、硫黄あるいはシリコンといった、ガスセンサの劣化を引き起こしやすい特定物質が含まれうる。このような特定物質によってガスセンサの寿命が短くなるという問題も発生しうる。 In the conventional gas analyzer described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-142832, a plurality of gas components extracted from insulating oil are measured by one sensor. For some reason, for example, the amount of water is large, the separation of the gas components in the separation column may be insufficient. In such a case, the gas component cannot be detected properly. In addition, the gas extracted from the insulating oil may contain a specific substance that easily causes deterioration of the gas sensor, such as sulfur or silicon. Such a specific substance may cause a problem that the life of the gas sensor is shortened.
一方、特許文献2に記載された構成によれば、光源からの光を導く光ファイバと、中空ファイバからの戻り光を受光部に導く光ファイバとが、ファイバ分岐部を介して中空ファイバの一端に接続される。しかしながらこの構成によれば、受光部側の光ファイバに入射する戻り光の光量が小さくなる可能性がある。戻り光は中空ファイバ内部を反射しながら進むため、戻り光の入射角が適切な範囲内になければ、その戻り光が受光部側の光ファイバに入射できない可能性がある。あるいは、戻り光が光源側の光ファイバに入射することも可能性として考えられる。戻り光の強度が低下することによって分析装置の感度が低下することが起こりうる。
On the other hand, according to the configuration described in
本発明の目的は、高い検出感度を得ることが可能なガス分析装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a gas analyzer capable of obtaining high detection sensitivity.
本発明のある局面に係るガス分析装置は、その内部に分析対象のガスが導入された中空ファイバと、中空ファイバの一方端側に配置されて、中空ファイバの内部に光を照射する投光部と、中空ファイバの他方端側に配置されて、中空ファイバの内部を通過した光を検出する検出部と、検出部で検出された光に基づいて、分析対象のガスを分析する分析部とを備える。 A gas analyzer according to an aspect of the present invention includes a hollow fiber into which a gas to be analyzed is introduced, and a light projecting unit that is disposed on one end side of the hollow fiber and irradiates light inside the hollow fiber. And a detection unit that is disposed on the other end side of the hollow fiber and detects light that has passed through the hollow fiber, and an analysis unit that analyzes the gas to be analyzed based on the light detected by the detection unit. Prepare.
本発明によれば、ガス分析装置の検出感度を高めることができる。 According to the present invention, the detection sensitivity of the gas analyzer can be increased.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
本発明の実施の形態では、NDIR(非分散赤外吸収分光)法による分析を用いたガス分析装置を提示する。図1は、NDIR法によるガス分析方法の原理を説明した図である。図1を参照して、透過セル1に、ガス流入口1aと、ガス排出口1bとが設けられる。分析対象のガスは、方向aに沿ってガス流入口1aから透過セル1の内部に導入され、方向bに沿ってガス排出口1bから透過セル1の外部に排出される。
In the embodiment of the present invention, a gas analyzer using analysis by NDIR (non-dispersive infrared absorption spectroscopy) method is presented. FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a gas analysis method based on the NDIR method. Referring to FIG. 1, a permeation cell 1 is provided with a
光源2は透過セル1の内部に赤外光を照射する。検出器3は、透過セル1を透過した赤外光を受光する。検出器3から出力される受光信号に基づいて、赤外光の吸収スペクトルが求められる。この吸収スペクトルからガスの種類および量が決定される。
The
しかしながら透過セル1の光路長が短いため、図1に示された構成では、ガスによって吸収される赤外光の吸収量が小さい。このため図1に示された構成では、高精度の測定が困難である。さらに、目的のガスの吸収スペクトルが他のガスの吸収スペクトルに近接している場合には、光源2のスペクトルが干渉しあう。このため測定が困難になる可能性がある。
However, since the optical path length of the transmission cell 1 is short, the amount of infrared light absorbed by the gas is small in the configuration shown in FIG. For this reason, with the configuration shown in FIG. 1, it is difficult to measure with high accuracy. Furthermore, when the absorption spectrum of the target gas is close to the absorption spectrum of another gas, the spectrum of the
本発明の実施の形態では、中空ファイバの内部に測定対象のガスおよび赤外光が通される。中空ファイバを長くすることによって赤外光の光路長を長くすることが可能である。赤外光の光路長を長くすることによって赤外光の吸収量が大きくなる。したがって本発明の実施の形態によれば、ガス分析装置の検出感度を高めることができる。 In the embodiment of the present invention, the gas to be measured and infrared light are passed through the hollow fiber. It is possible to lengthen the optical path length of infrared light by lengthening the hollow fiber. Increasing the optical path length of infrared light increases the amount of absorption of infrared light. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the detection sensitivity of the gas analyzer can be increased.
以下、各実施の形態について詳細に説明する。各実施の形態に係るガス分析装置は、油入電気機器内の絶縁油に溶存するガスを分析する目的で使用される。ただし、このような用途に限定されず、本発明は、一般的なガス分析の用途にも利用可能である。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail. The gas analyzer according to each embodiment is used for the purpose of analyzing gas dissolved in insulating oil in oil-filled electrical equipment. However, the present invention is not limited to such applications, and the present invention can also be used for general gas analysis applications.
[実施の形態1]
図2は、実施の形態1に係るガス分析装置の構成図である。図2を参照して、実施の形態1に係るガス分析装置は、光源部12と、中空ファイバ4と、検出部13と、点灯制御/信号検出部21と、システム制御部22とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a configuration diagram of the gas analyzer according to the first embodiment. Referring to FIG. 2, the gas analyzer according to Embodiment 1 includes a
油入電気機器11は、たとえば油入変圧器、油入リアクトルであり、その内部には絶縁油が満たされている。ガス抽出機構16は油入電気機器11と配管14a,14bを通して接続される。絶縁油に溶存するガスを抽出するための抽出容器15がガス抽出機構16内に設けられている。
The oil-filled
ガス抽出機構16には抽出容器15の内部を減圧するためのポンプ(図示せず)が設けられる。抽出容器15の内部を減圧することにより、抽出容器15の内部の絶縁油からガスが抽出される。抽出されたガスは配管18を通じて検出部13に送られる。配管18の途中には、ガスに含まれるミスト(水、油など)および硫黄成分などを除去するためのフィルタ17が設けられる。
The
光源部12は、複数の赤外線LED(Light Emitting Diode)2a〜2cと、各LEDから発せられた光を集光するためのレンズ5とを含む。図2では3個のLEDが示されているが、LEDの個数は限定されるものではない。さらに、複数のLEDの発光波長は互いに異なっている。なお、この明細書では「発光波長」とは、発光スペクトルの中心波長を意味するものとする。検出部13は、赤外光を検出する検出器3を含む。
The
光源部12と検出部13とは中空ファイバ4によって接続される。したがって中空ファイバ4の一方端に光源部12が配置され、中空ファイバ4の他方端に検出部13が配置される。中空ファイバ4は、円筒形母材にNi,Al,Auなどのメッキを行ない、その後に円筒形母材をエッチングするなどの種々の方法によって作成可能であるのでここでは詳細な説明を繰り返さない。
The
点灯制御/信号検出部21は、赤外線LED2a〜2cの点灯を制御するとともに、検出器3からの受光信号を受信する。システム制御部22は、点灯制御/信号検出部21およびガス抽出機構16(たとえばポンプのモータなど)を制御する。さらにシステム制御部22は、点灯制御/信号検出部21から受光信号を受光して、その受光信号に基づいて多変量解析を実行する。
The lighting control /
点灯制御/信号検出部21とシステム制御部22とは、検出部13で検出された赤外光に基づいて、分析対象のガスを分析する分析部を実現する。なお、点灯制御/信号検出部21とシステム制御部22とは一体的に形成されていてもよい。また、必要に応じて、パーソナルコンピュータ等にデータを転送するための外部ポートがシステム制御部22に用意されていてもよい。
The lighting control /
次に実施の形態1に係るガス分析装置の動作について説明する。まず、絶縁油を油入電気機器11から配管14aを経由して採取する。採取された絶縁油は抽出容器15に送られる。絶縁油に溶存するガスを抽出するために、抽出容器15が減圧される。これにより絶縁油からガスが抽出される。抽出されたガスは、抽出容器15の内部から配管18へと送り出される。配管18の途中に設けられたフィルタ17によって、ガスに含まれるミストおよび硫黄成分などが除去される。フィルタ17を通ったガスは検出部13へと送られる。
Next, the operation of the gas analyzer according to Embodiment 1 will be described. First, insulating oil is extracted from the oil-filled
まず検出部13にガスを送り込んで検出部13をガスで充満させる。次に、光源部12側に設けられたポンプ20を動作させる。これにより、検出部13の内部のガスが中空ファイバ4の内部を通って検出部13から光源部12へと流れ、さらに光源部12から配管19を通じて外部に排出される。この結果、中空ファイバ4の内部に分析対象のガスが導入される。
First, gas is sent to the
中空ファイバ4の内部をガスが流れている状態において、点灯制御/信号検出部21は、赤外線LED2a〜2cを点灯させる。赤外線LED2a〜2cの各々が発する赤外光はレンズ5によって集光されて、中空ファイバ4の一方端へと導かれる。中空ファイバ4の一方端に導かれた赤外光は中空ファイバ4の内部を伝達して中空ファイバ4の他方端から出射する。このときに中空ファイバ4の内部では、検出部13から光源部12へと流れるガスによって赤外光が吸収される。中空ファイバ4の他方端から出射された赤外光は、検出部13側の検出器3で受光される。検出器3は受光強度に応じた強度を有する電気信号を出力する。
In a state where gas flows through the hollow fiber 4, the lighting control /
点灯制御/信号検出部21は、赤外線LED2a,2b,2cの点灯を時間的に切替える。検出器3からの出力信号は、点灯制御/信号検出部21に送られる。点灯制御/信号検出部21は、各光源(赤外線LED)に対する検出部13の受光強度のデータを取得して、そのデータをシステム制御部22に送る。システム制御部22は、点灯制御/信号検出部21からのデータを用いて多変量解析を実施する。これにより目的のガスの量(あるいは濃度)の測定値が得られる。
The lighting control /
図3は、赤外線LEDのスペクトル幅の例およびガス(一酸化炭素およびアセチレン)の吸収域を説明した図である。図3を参照して、一般に、赤外線LEDから発せられる赤外光は単色光ではなく、あるスペクトル幅を持っている。一例を示すと、中心波長が1500nmである場合のスペクトル幅は200nm(=±100nm)である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the spectral width of an infrared LED and an absorption region of gas (carbon monoxide and acetylene). Referring to FIG. 3, generally, infrared light emitted from an infrared LED is not monochromatic light but has a certain spectral width. As an example, the spectrum width when the center wavelength is 1500 nm is 200 nm (= ± 100 nm).
測定目的のガスをアセチレンとする。アセチレンの吸収域は波長1531nm付近にある。一方、測定目的以外のガスとして一酸化炭素を考える。一酸化炭素の吸収域は波長1565nm付近にある。すなわち測定目的のガスの赤外吸収波長は、それと異なるガスの赤外吸収波長に近接している。 The gas for measurement is acetylene. The absorption range of acetylene is in the vicinity of a wavelength of 1531 nm. On the other hand, carbon monoxide is considered as a gas other than the measurement purpose. The absorption region of carbon monoxide is in the vicinity of a wavelength of 1565 nm. That is, the infrared absorption wavelength of the measurement target gas is close to the infrared absorption wavelength of a different gas.
たとえば、図3で「LED1」と示される赤外線LEDのみが光源部12に設けられているとする。この光源から発せられる赤外光の中心波長は1550nmである。この場合、アセチレンと一酸化炭素との両方の赤外光吸収が検出されることになる。 For example, it is assumed that only the infrared LED indicated as “LED1” in FIG. The center wavelength of infrared light emitted from this light source is 1550 nm. In this case, infrared light absorption of both acetylene and carbon monoxide will be detected.
実施の形態1では、発光波長が互いに異なる複数の光源(赤外線LED)を光源部12に設ける。絶縁油から抽出されたガスにアセチレンと一酸化炭素とが含まれる場合、たとえば発光波長がそれぞれ1550nm、1650nm、1700nmとなる3つの赤外光LED(図3では、LED1,LED2,LED3と示す)が選ばれる。なお、図2に示した構成では、赤外線LED2a〜2cの発光波長が、それぞれ1550nm、1650nm、1700nmであればよい。
In the first embodiment, a plurality of light sources (infrared LEDs) having different emission wavelengths are provided in the
点灯制御/信号検出部21は、複数の赤外線LEDの発光を時間的に切替えて、検出部13での受光強度のデータを取得する。各LEDの発光波長は予め分かっているため、その発光波長と受光強度とが関連付けられたデータが得られる。システム制御部22は、そのデータに基づいて多変量解析を実行して、目的のガスの濃度を求める。なお、アセチレンおよび一酸化炭素の各々の赤外吸収スペクトルは予め求められており、システム制御部22は、その赤外吸収スペクトルを予め記憶する。この赤外吸収スペクトルのデータを目的のガスの測定に用いることができる。
The lighting control /
実施の形態1では、赤外光を発する光源が赤外線LEDによって実現される。したがって、点灯制御/信号検出部21によって光源のチョッパ制御を実行できる。図4は、チョッパ制御を利用したガス分析装置の構成を示した図である。
In the first embodiment, a light source that emits infrared light is realized by an infrared LED. Accordingly, the chopper control of the light source can be executed by the lighting control /
図4を参照して、点灯制御/信号検出部21は、赤外線LED2a〜2cをチョッパ制御するための制御信号を赤外線LED2a〜2cに与えるとともに、ロックインアンプ23にも与える。ロックインアンプ23は、点灯制御/信号検出部21からの制御信号を参照信号に用いて、検出器3からの出力信号に含まれるノイズ成分を除去することで検出器3からの出力信号のS/N比を向上させる。したがって図4に示した構成によれば、より高感度の検出が可能となる。
Referring to FIG. 4, lighting control /
このように、実施の形態1によれば、赤外光とガスとがともに中空ファイバの内部に存在する。これにより透過セルを用いた場合に比べて赤外光の吸収量を増加させることができる。この結果、検出感度を高めることができる。 Thus, according to the first embodiment, both infrared light and gas are present inside the hollow fiber. Thereby, the absorption amount of infrared light can be increased as compared with the case where a transmission cell is used. As a result, the detection sensitivity can be increased.
また、ガスセンサを用いた分析を行なう場合、分析対象のガスによってガスセンサが劣化するため、分析装置の寿命がガスセンサの寿命に依存する。実施の形態1によれば、ガスセンサが不要となる。したがって分析装置の長寿命化を図ることができる。 Further, when performing analysis using a gas sensor, the gas sensor is deteriorated by the gas to be analyzed, and therefore the life of the analyzer depends on the life of the gas sensor. According to the first embodiment, a gas sensor is not necessary. Therefore, the life of the analyzer can be extended.
さらに実施の形態では、中空ファイバ4の一方端に赤外光が入射され、中空ファイバ4の他方端から赤外光が取り出される。中空ファイバ4の一方の端部において赤外光が入射および出射される構成では、中空ファイバ4から出射された赤外光を中空ファイバ4に入射される赤外光から分離することは難しい。中空ファイバ4から出射された赤外光と中空ファイバ4に入射される赤外光とが混合した場合には、検出器で検出される光の強度が真の強度よりも大きくなる(あるいは小さくなる)可能性がある。このような場合には、検出精度が低下しうる。この実施の形態では、赤外光が一方向に沿って進行するため、中空ファイバ4からの出射光と中空ファイバ4への入射光とが混合することを防止できる。したがって実施の形態1によれば検出感度を高めることができる。 Further, in the embodiment, infrared light is incident on one end of the hollow fiber 4 and infrared light is extracted from the other end of the hollow fiber 4. In the configuration in which infrared light is incident and emitted at one end of the hollow fiber 4, it is difficult to separate the infrared light emitted from the hollow fiber 4 from the infrared light incident on the hollow fiber 4. When the infrared light emitted from the hollow fiber 4 and the infrared light incident on the hollow fiber 4 are mixed, the intensity of the light detected by the detector becomes larger (or smaller) than the true intensity. )there is a possibility. In such a case, the detection accuracy can be reduced. In this embodiment, since infrared light travels along one direction, it is possible to prevent mixing of light emitted from the hollow fiber 4 and light incident on the hollow fiber 4. Therefore, according to the first embodiment, the detection sensitivity can be increased.
さらにこの実施の形態では、波長が異なる赤外光を発する複数の光源が用いられ、それら複数の光源の点灯が時間的に切り替えられる。そして各光源を点灯させたときの検出部での出力信号に基づいて多変量解析が実行される。これにより、検出感度を高めることが可能になる。さらにロックインアンプを使用することで、検出部での出力信号からノイズ成分を除去することができるので、検出感度をさらに高めることができる。 Furthermore, in this embodiment, a plurality of light sources that emit infrared light having different wavelengths are used, and lighting of the plurality of light sources is switched over time. And multivariate analysis is performed based on the output signal in the detection part when each light source is turned on. Thereby, detection sensitivity can be increased. Furthermore, by using a lock-in amplifier, noise components can be removed from the output signal from the detection unit, so that the detection sensitivity can be further increased.
[実施の形態2]
図5は、実施の形態2に係るガス分析装置の構成図である。図2および図5を参照して、実施の形態2に係るガス分析装置は、光源部12の構成の点において実施の形態1に係るガス分析装置と異なっている。具体的には、実施の形態2では、光源部12は、ハロゲンランプ2dと、複数の赤外線バンドパスフィルタ6a〜6cと、光チョッパ6dとを備える。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a configuration diagram of the gas analyzer according to the second embodiment. Referring to FIGS. 2 and 5, the gas analyzer according to the second embodiment is different from the gas analyzer according to the first embodiment in the configuration of
赤外線バンドパスフィルタ6a〜6cは、分析対象のガスに含まれる特定のガス成分(たとえばアセチレン、一酸化炭素など)の吸収波長の赤外光のみを通過させるように、その通過帯域が定められる。したがって赤外線バンドパスフィルタ6a〜6cの通過帯域は互いに異なっている。
The
ハロゲンランプ2dから発せられる赤外光のスペクトルは、赤外線バンドパスフィルタ6a〜6cの通過帯域を包含する。言い換えると、ハロゲンランプ2dから発せられる赤外光のスペクトルは、目的のガスの吸収波長をカバーすることができる。ただし、目的のガスの吸収波長をカバーすることが可能な広帯域光源であれば、ハロゲンランプに限定されず、実施の形態2に係るガス分析装置に適用可能である。
The spectrum of the infrared light emitted from the halogen lamp 2d includes the passbands of the
光チョッパ6dは、周知の構成を適用することが可能であり、たとえばステンレスやアルミの薄板によって形成された遮光板およびその遮光板を回転するモータ等によって構成される。点灯制御/信号検出部21からの制御信号によって光チョッパ6dが駆動される。これにより、赤外線バンドパスフィルタ6a〜6cの各々を通過した光を中空ファイバ4の一方端に導入するか否かを切替えることができる。すなわち、実施の形態1と同様に光源をチョッパ制御することが可能になる。実施の形態2に係るガス分析装置の他の部分の構成は、実施の形態1に係るガス分析装置の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
A known configuration can be applied to the
実施の形態2によれば複数のLEDを不要とすることができる。さらに、実施の形態2によればレンズを不要とすることも可能である。 According to the second embodiment, a plurality of LEDs can be dispensed with. Furthermore, according to the second embodiment, it is possible to dispense with a lens.
[実施の形態3]
図6は、実施の形態3に係るガス分析装置の光源部、検出部および中空ファイバに関する部分の構成を示した図である。図2および図6を参照して、実施の形態3に係るガス分析装置では、中空ファイバ4に加えて中空ファイバ4aが用いられる。中空ファイバ4aには赤外線に対して不活性なガス(赤外線の吸収量が小さいガス)が封入される。すなわち中空ファイバ4aの両端は閉じられている。なお中空ファイバ4aには空気が封入されてもよい。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a light source unit, a detection unit, and a part related to the hollow fiber of the gas analyzer according to the third embodiment. Referring to FIGS. 2 and 6, in the gas analyzer according to
光源部12には、反射板7が設けられる。赤外線LED2aから発せられた赤外光は、反射板7によって反射され、中空ファイバ4,4aを伝播して検出器3に到達する。実施の形態1,2と同様に、測定対象のガスは中空ファイバ4の内部を通る。
The
中空ファイバ4aに封入されたガスを通過した赤外光の強度が検出器3によって検出される。検出された強度は、中空ファイバ4を通過した赤外光の強度を測定するときの基準として用いられる。不活性ガスは中空ファイバ4aの内部に封入されるので、安定した状態に保つことが可能である。
The intensity of infrared light that has passed through the gas sealed in the
なお、図6では1つの光源のみ示しているが、光源の数は複数でもよい。この場合、実施の形態1と同様に、複数の赤外線LEDをチョッパ制御することが好ましい。
また図6に示した部分以外のガス分析装置の構成は、図2に示された構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
Although only one light source is shown in FIG. 6, a plurality of light sources may be used. In this case, it is preferable to chopper-control a plurality of infrared LEDs as in the first embodiment.
Since the configuration of the gas analyzer other than the portion shown in FIG. 6 is the same as the configuration shown in FIG. 2, the following description will not be repeated.
また、2つの中空ファイバに対して検出器3が共通に設けられているが、2つの中空ファイバにそれぞれ対応して2つの検出器が設けられてもよい。
In addition, the
実施の形態3によれば、1つの光源から分岐された光が、対象のガスが存在する中空ファイバ4と、不活性ガスが封入された中空ファイバ4aとに入射される。中空ファイバ4aに封入されたガスを通過した赤外光の強度が検出器3によって検出され、中空ファイバ4を通過した赤外光の強度を測定するときの基準として用いられる。これにより、感度を安定させることができるだけでなく、実施の形態1,2よりも検出感度を向上させることもできる。
According to
[実施の形態4]
図7は、実施の形態4に係るガス分析装置の構成図である。図2および図7を参照して、実施の形態6に係るガス分析装置は、対象ガスが中空ファイバ4に流入する直前の位置にフィルタ24が設けられる点において実施の形態1に係るガス分析装置と異なっている。図7には、配管18の出口にフィルタ24が設けられているが、中空ファイバ4から出射される赤外光を遮らない限りにおいて、フィルタ24の位置は限定されない。
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a configuration diagram of a gas analyzer according to the fourth embodiment. 2 and 7, the gas analyzer according to the sixth embodiment is the gas analyzer according to the first embodiment in that a
フィルタ24は、水分及び汚れ成分をガスから取り除くためのフィルタである。たとえばガスに含まれる水分は、エアードライヤによって取り除かれる。また、汚れ成分の除去は、多孔質フィルタを用いて対象ガス以外の成分を除去することにより行なわれる。
The
実施の形態4に係るガス分析装置の他の部分の構成は、実施の形態1に係るガス分析装置の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。また、実施の形態2、実施の形態3の各々に係るガス分析装置に図7で示したフィルタ24を含めてもよい。
Since the structure of the other part of the gas analyzer according to the fourth embodiment is the same as the structure of the corresponding part of the gas analyzer according to the first embodiment, the following description will not be repeated. Further, the gas analyzer according to each of the second and third embodiments may include the
実施の形態4によれば、対象ガスが中空ファイバ4に流入する直前の位置にフィルタ24が設けられるため、中空ファイバの状態を良好に保つことができる。したがって、検出感度を良好に保つことができる。
According to the fourth embodiment, since the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 透過セル、1a ガス流入口、1b ガス排出口、2 光源、2a〜2c 赤外光LED、2d ハロゲンランプ、3 検出器、4,4a 中空ファイバ、5 レンズ、6a〜6c 赤外線バンドパスフィルタ、6d 光チョッパ、7 反射板、11 油入電気機器、12 光源部、13 検出部、14a,14b,18,19 配管、15 抽出容器、16 ガス抽出機構、17,24 フィルタ、20 ポンプ、21 点灯制御/信号検出部、22 システム制御部、23 ロックインアンプ、a,b 方向。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission cell, 1a Gas inflow port, 1b Gas exhaust port, 2 Light source, 2a-2c Infrared light LED, 2d Halogen lamp, 3 Detector, 4,4a Hollow fiber, 5 Lens, 6a-6c Infrared band pass filter, 6d optical chopper, 7 reflector, 11 oil-filled electrical equipment, 12 light source, 13 detector, 14a, 14b, 18, 19 piping, 15 extraction vessel, 16 gas extraction mechanism, 17, 24 filter, 20 pump, 21 lighting Control / signal detection unit, 22 system control unit, 23 lock-in amplifier, a and b directions.
Claims (6)
前記第1の中空ファイバの一方端側に配置されて、前記第1の中空ファイバの内部に光を照射する投光部と、
前記第1の中空ファイバの他方端側に配置されて、前記第1の中空ファイバの内部を通過した光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された光に基づいて、前記分析対象のガスを分析する分析部とを備える、ガス分析装置。 A first hollow fiber into which the gas to be analyzed is introduced;
A light projecting unit disposed on one end side of the first hollow fiber and irradiating light inside the first hollow fiber;
A detector that is disposed on the other end side of the first hollow fiber and detects light that has passed through the inside of the first hollow fiber;
A gas analysis apparatus comprising: an analysis unit that analyzes the gas to be analyzed based on the light detected by the detection unit.
前記分析部は、前記検出部で検出された光の強度と、当該検出された光の波長との間の関係に基づく多変量解析によって、前記分析対象のガスを分析する、請求項1に記載のガス分析装置。 The light projecting unit irradiates light having different wavelengths by switching over time.
The said analysis part analyzes the gas of the said analysis object by the multivariate analysis based on the relationship between the intensity | strength of the light detected by the said detection part, and the wavelength of the said detected light. Gas analyzer.
前記分析部は、前記複数の赤外線発光ダイオードをチョッパ制御するための制御信号を発生させ、
前記ガス分析装置は、
前記制御信号を参照信号として用いることによって、前記検出部からの出力信号のS/N比を高めて前記分析部に与えるロックインアンプをさらに備える、請求項2に記載のガス分析装置。 The light projecting unit includes a plurality of infrared light emitting diodes having different emission wavelengths.
The analysis unit generates a control signal for chopper-controlling the plurality of infrared light emitting diodes,
The gas analyzer is
The gas analyzer according to claim 2, further comprising a lock-in amplifier that increases an S / N ratio of an output signal from the detection unit and supplies the signal to the analysis unit by using the control signal as a reference signal.
赤外光を発生させる広帯域光源と、
前記分析対象のガスに含まれる複数の成分にそれぞれ対応して設けられる複数のバンドパスフィルタと、
複数のバンドパスフィルタの各々を通過した光を前記第1の中空ファイバの前記一方端に導入するか否かを切替える光チョッパとを含み、
前記複数のバンドパスフィルタの各々の通過帯域は、前記複数の成分のうちの対応する成分の吸収波長を含み、
前記広帯域光源の発光スペクトルは、前記複数のバンドパスフィルタの各々の通過帯域を包含する、請求項2に記載のガス分析装置。 The light projecting unit is
A broadband light source that generates infrared light;
A plurality of band-pass filters respectively provided corresponding to a plurality of components contained in the gas to be analyzed;
An optical chopper that switches whether or not light that has passed through each of the plurality of bandpass filters is introduced into the one end of the first hollow fiber;
Each passband of the plurality of bandpass filters includes an absorption wavelength of a corresponding component of the plurality of components,
The gas analyzer according to claim 2, wherein an emission spectrum of the broadband light source includes a pass band of each of the plurality of bandpass filters.
前記検出部は、前記第1および第2の中空ファイバの各々の内部を通過した光を検出し、
前記分析部は、前記第1の中空ファイバの内部を通過した光の強度の基準として、前記第2の中空ファイバの内部を通過して、前記検出部によって検出された光の強度を用いる、請求項1に記載のガス分析装置。 A second hollow fiber in which gas is sealed and light from the light projecting unit is passed;
The detection unit detects light that has passed through each of the first and second hollow fibers,
The analysis unit uses, as a reference of the intensity of light that has passed through the inside of the first hollow fiber, the intensity of light that has passed through the inside of the second hollow fiber and has been detected by the detection unit. Item 4. The gas analyzer according to Item 1.
抽出されたガスを前記第1の中空ファイバの前記他方端から前記第1の中空ファイバの内部に導入するための導入装置と、
前記抽出されたガスを第1の中空ファイバの前記他方端に導入する前に前記抽出されたガスを通すフィルタとをさらに備える、請求項1から5のいずれか1項に記載のガス分析装置。 An extraction device for extracting the gas to be analyzed from the insulating oil collected from the oil-filled electrical device;
An introducing device for introducing the extracted gas from the other end of the first hollow fiber into the first hollow fiber;
The gas analyzer according to any one of claims 1 to 5, further comprising a filter that allows the extracted gas to pass before the extracted gas is introduced into the other end of the first hollow fiber.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103308458A (en) * | 2013-05-27 | 2013-09-18 | 上海远跃制药机械股份有限公司 | System for online detection of drug extracts through hollow fiber |
JP2015034781A (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 三菱電機株式会社 | Gas analyser and gas analysis method |
WO2015179703A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Band-limited integrated computational elements based on hollow-core fiber |
CN105675359A (en) * | 2014-11-20 | 2016-06-15 | 上海上计群力分析仪器有限公司 | Transformer oil standard oil preparation device and preparation method |
JP2019002809A (en) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 株式会社堀場製作所 | Removal member, calibration device and gas analyzer |
KR20220125830A (en) * | 2021-03-03 | 2022-09-15 | 김도형 | Gas Detection and Analysis device of Transformer |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03226652A (en) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Nissin Electric Co Ltd | Apparatus for measuring acetylene gas |
JP2000206041A (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-28 | Japan Radio Co Ltd | Detecting method for concentration of content in sample by using laser spectroscopy |
JP2002107299A (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Yokogawa Electric Corp | Gas measuring device |
JP2004309296A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Horiba Ltd | Light absorption type analyzer |
JP2007506978A (en) * | 2003-09-24 | 2007-03-22 | フォロニエ,ステファン,アンドレ | Device, system and method for detecting a target in a fluid sample |
JP2010060485A (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Yazaki Corp | Gas cell, gas sample chamber and concentration measuring instrument |
-
2011
- 2011-05-23 JP JP2011114409A patent/JP2012242311A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03226652A (en) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Nissin Electric Co Ltd | Apparatus for measuring acetylene gas |
JP2000206041A (en) * | 1999-01-19 | 2000-07-28 | Japan Radio Co Ltd | Detecting method for concentration of content in sample by using laser spectroscopy |
JP2002107299A (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Yokogawa Electric Corp | Gas measuring device |
JP2004309296A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Horiba Ltd | Light absorption type analyzer |
JP2007506978A (en) * | 2003-09-24 | 2007-03-22 | フォロニエ,ステファン,アンドレ | Device, system and method for detecting a target in a fluid sample |
JP2010060485A (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Yazaki Corp | Gas cell, gas sample chamber and concentration measuring instrument |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103308458A (en) * | 2013-05-27 | 2013-09-18 | 上海远跃制药机械股份有限公司 | System for online detection of drug extracts through hollow fiber |
CN103308458B (en) * | 2013-05-27 | 2016-08-17 | 上海远跃制药机械有限公司 | System for online detection of drug extracts through hollow fiber |
JP2015034781A (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 三菱電機株式会社 | Gas analyser and gas analysis method |
WO2015179703A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Band-limited integrated computational elements based on hollow-core fiber |
US10302809B2 (en) | 2014-05-23 | 2019-05-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Band-limited integrated computational elements based on hollow-core fiber |
CN105675359A (en) * | 2014-11-20 | 2016-06-15 | 上海上计群力分析仪器有限公司 | Transformer oil standard oil preparation device and preparation method |
JP2019002809A (en) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 株式会社堀場製作所 | Removal member, calibration device and gas analyzer |
KR20220125830A (en) * | 2021-03-03 | 2022-09-15 | 김도형 | Gas Detection and Analysis device of Transformer |
KR102489374B1 (en) * | 2021-03-03 | 2023-01-18 | (주)아이지에스 | Gas Detection and Analysis device of Transformer |
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