JP2013152091A - 光学式ガス測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検知材の試薬との反応による光学濃度測定する測定装置の検知材の感度低下を防止すること。
【解決手段】検出対象ガスと反応して反応痕を生じる反応試薬を含浸させた検知材３に発光手段４からの光を照射し、前記検知材３の前記反応痕からの反射光に基づいて前記反応痕の光学濃度を検出して検出対象ガスの濃度を測定する装置であって、前記発光手段４を、一定時間ごとに間欠的に駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、環境中に存在するガスを検知材との呈色反応により測定する光学式ガス測定装置、より詳細には検知材の反応痕の光学濃度を測定する装置に関する。

環境中に存在するホルムアルデヒドに呈色反応する検知材は、特許文献１にみられるように、４−アミノ−４−フェニル−３−エン−２−オンと緩衝液とを含む発色液を少なくともガス反応領域にシリカゲルを含有する基材に含侵させて構成されている。
これによれば、４−アミノ−４−フェニル−３−エン−２−オンとホルムアルデヒドとの反応により生成するルチジン体の特異的な吸収波長の吸光度を検出することにより、高い感度でホルムアルデヒドを検出することができる。

しかしながら、低い濃度の測定に適用すると意外に感度が低いという問題がった。そこで
その原因を探るべく被検出ガスと接触していない検知材に発光手段の光を所定時間照射し、その後に所定濃度の被検出ガスを所定時間作用させ、その反応痕の発色度合いを比較したところ図６のようになった。
このことから検知材の試薬は、光の照射を受けると、図６に示したように積算の照射時間に応じて反応痕の発色の度合い（相対発色度）が変化、つまり被検出ガスの検出感度が低下することを発見した。

特開２００４−１５７１０３号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはガスと検知材との呈色反応により測定する光学式ガス測定装置において、検出光による検知材の劣化を防止できる光学式ガス装置を提供することである。

このような課題を達成するために本発明は、検出対象ガスと反応して反応痕を生じる反応試薬を含浸させた検知材に発光手段からの光を照射し、前記検知材の前記反応痕からの反射光を受光手段により検出して前記反応痕の光学濃度を検出して検出対象ガスの濃度を測定する装置において、前記発光手段を間欠的に駆動するようにした。

光学濃度検出用の光による反応試薬の劣化を可及的に防止して、低濃度の検出対象ガスを高い精度で測定することができる。

本発明の一実施例を示すブロック図。 反応痕の吸光特性を示す線図。 発光手段の発光特性を示す線図。 所定濃度の検出対象ガスを点灯時間と消灯時間とを変化させて測定した場合の一例を示す線図。 所定濃度の検出対象ガスを点灯時間と消灯時間とを変化させて測定した場合の他の例を示す線図。 検知材への光の照射時間と感度との関係を示す線図。

そこで以下に本発明の詳細を図１に示した実施例に基づいて説明する。
本発明の光学式ガス測定装置は、検出ユニット１と、これに対向するように配置されたガス吸引ユニット２とを検知材３を挟むように配置して構成されている。
検出ユニット１は、発光手段４と受光手段５とを発光手段４の光が検知材３で反射されて受光手段５に入射するように配置すると共に、被測定環境からの空気を管６により取り込むように構成されている。一方、ガス吸引ユニット２は吸引口７を備え、図示しない吸引ポンプに管８を介して接続されている。
なお、図中符号９、１０は検知材３を収容するリールと巻き取りリールであり、また符号１１は、ガス吸引ユニット２を検出ユニットに切離させて巻き取りリール１０を駆動する駆動機構を示す。

ところで本発明が検出対象としているホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の検知材３は、ホルムアルデヒドと反応していない状態では図２の曲線（Ａ）に示したように、波長４００〜７００ｎｍの範囲ではほとんど一定の吸光特性を有する。
他方、ＨＣＨＯによる反応痕に対しては、図２の曲線（Ｂ）に示したように波長４２０ｎｍに最大の吸収領域を有する。

したがってこの実施例では発光手段４は、波長４２０ｎｍの近辺に発光スペクトルを有する青色発光ダイオードを用いて波長４２０ｎｍの光を照射するように構成されている。
発光手段４は、点灯時間と点灯周期を制御する発光制御手段２１から電力の供給を受けている。なお、図中符号１３は、受光手段５からの信号に基づいてガスの濃度を算出するための信号処理手段である。

ところで点灯時間は、発光手段４の発光特性、つまり点灯開始以後の時間と光度との関係が図３のような場合、つまり通電開始から時間と共に変化する場合には、少なくとも0.9秒以上に設定されている。すなわち点灯直後から0.9秒ぐらいまでは光度が過渡的に変化するため、安定になる0.9秒以後での反射光を検出するのが望ましい。すなわち、発光制御手段１２は、短くとも０．９秒以上で、かつ安定な光量の光を受光手段５で確実に検出できる必要最小限の時間だけ点灯させるように構成されている。

次に、上述の実施例による検出結果を図４、図５に示す。
図４は濃度０．０５ｐｐｍのＨＣＨＯを従来の方式、つまり常時点灯（Ａ）、そして本発明の方式、つまり２秒消灯ー１秒点灯（Ｂ）、8.8秒消灯ー1.2点灯（Ｃ）、１８．８秒消灯ー1.2点灯（Ｄ）により測定したものであり、また図５は０．１ｐｐｍのＨＣＨＯを同上の方式で測定したものである。

これらのことから発光手段４を間欠点灯することが低い濃度のガスを高い感度で検出するのに極めて有効であることが判る。

１ 検出ユニット ２ ガス吸引ユニット ３ 検知材 ４ 発光手段 ５ 受光手段

Claims (1)

1. 検出対象ガスと反応して反応痕を生じる反応試薬を含浸させた検知材に発光手段からの光を照射し、前記検知材の前記反応痕からの反射光に基づいて前記反応痕の光学濃度を検出して検出対象ガスの濃度を測定する装置において、
   前記発光手段を、一定時間ごとに間欠的に駆動することを特徴とする光学式ガス測定装置。

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