JP2018017644A - 濃度測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による濃度測定装置100の全体構成を示す模式図である。濃度測定装置100は、被測定流体の流入口4a、流出口4bおよび流路4cを有し、流路4cに接する透光性の窓部3が設けられた測定セル4と、透光性の窓部3を通して測定セル4内に入射させる光を発生させる光源1と、測定セル4内を伝播する光を反射し、反射した光を窓部3を介して測定セル4から出射させるように構成された反射部材5と、反射部材5によって反射され測定セル4から出射した光を検出する測定光検出器7と、測定光検出器7の検出信号に基づいて被測定流体の濃度を演算する演算部8と、光源1からの参照光を検出する参照光検出器9と、温度センサ11とを備えている。なお、反射部材5の前には、窓部(図示せず)が設けられていてもよい。
上記の式(1)において、I0は測定セルに入射する入射光の強度、Iは測定セル内のガス中を通過した光の強度、αはモル吸光係数(m2/mol)、Lは測定セルの光路長(m)、Cは濃度(mol/m3)である。モル吸光係数αは物質によって決まる係数である。
(実施形態2)
以下、図5(a)および(b)を参照しながら、実施形態2の濃度測定装置200を説明する。
(実施形態3)
以下、図6を参照しながら、実施形態3の濃度測定装置300を説明する。実施形態1と同様の構成要素については、同じ参照符号を付すとともに詳細な説明を省略する。
(実施形態4)
以下、図7を参照しながら、実施形態4の濃度測定装置400を説明するが、実施形態1〜3と同様の構成要素については同じ参照符号を付すとともに詳細な説明を省略する。
(実施形態5)
以下、図8を参照しながら、実施形態5の濃度測定装置500を説明するが、実施形態1〜4と同様の構成要素については同じ参照符号を付すとともに詳細な説明を省略する。
3 窓部
4 測定セル
4a 流入口
4b 流出口
4c 流路
5 反射部材
6 反射側窓部
7 測定光検出器
8 演算部
8A 第1の流路形成部材
8B 第2の流路形成部材
10 光学機器
10a 光ファイバ
10b ビームスプリッタ
10d 接続部
24 光学素子
50a 光入射用光ファイバ(第1の光学機器)
50b 受光用光ファイバ(第2の光学機器)
100 濃度測定装置
Claims (15)
- 被測定流体の流路および前記流路に接する透光性の窓部を有する測定セルと、
前記測定セルに前記窓部を介して入射する光を発する光源と、
前記測定セル内を伝播する前記光を反射し、前記反射した前記光を前記窓部を介して前記測定セルから出射させる反射部材と、
前記測定セルの前記窓部から出射した光を検出する光検出器と、
前記光検出器の検出信号に基づいて前記被測定流体の濃度を演算する演算部と、
前記光源から発せられた前記光を前記測定セルの前記窓部に導光するとともに前記測定セルの窓部から出射した光を前記光検出器に導光する光学機器と
を備える、濃度測定装置。 - 前記反射部材は、前記流路を挟んで前記窓部と対向するように配置されている、請求項1に記載の濃度測定装置。
- 前記光学機器は、導光部材と、前記導光部材に接続されたビームスプリッタとを有し、
前記ビームスプリッタは、前記光源からの前記光を受け取り前記導光部材を介して前記測定セルに入射させるとともに、前記測定セルから出射され前記導光部材によって導かれた前記光を受け取り前記光検出器に入射させる、請求項1または2に記載の濃度測定装置。 - 前記光学機器は、前記光源から発せられた前記光を前記測定セルの前記窓部に導光するための光出射用の光ファイバと、前記測定セルの窓部から出射された前記光を前記光検出器に導光するための受光用の光ファイバとを含む光ファイババンドルを有している、請求項1または2に記載の濃度測定装置。
- 前記測定セルの両端部において前記流路に連通する流入口と流出口とが設けられている請求項1から4のいずれかに記載の濃度測定装置。
- 前記流入口および前記流出口のうちのいずれか一方は前記窓部の近傍に配置され、他方は前記反射部材の近傍に配置されている、請求項5に記載の濃度測定装置。
- 前記光は紫外光であり、前記反射部材はアルミニウムを含む材料から形成された反射層または誘電体多層膜からなる反射層を含む、請求項1から6のいずれかに記載の濃度測定装置。
- 前記反射部材は、透光性プレートと、前記透光性プレートの片面に設けられた反射層とを有し、前記反射層が設けられた面を他方の面と識別するための表裏識別構造を有している、請求項1から7のいずれかに記載の濃度測定装置。
- 前記表裏識別構造は、前記透光性プレートの側面に設けられた平坦面、前記透光性プレートに設けられた凹部または貫通孔、もしくは、前記透光性プレートに設けられた凸部のうちのいずれかを、非対称に配置することによって構成されている、請求項8に記載の濃度測定装置。
- 被測定流体の流路および前記流路に接する透光性の窓部を有する測定セルと、
前記測定セルに前記窓部を介して入射する光を発する光源と、
前記測定セル内を伝播する前記光を反射し、前記反射した前記光を前記窓部を介して前記測定セルから出射させる反射部材と、
前記測定セルの前記窓部から出射した前記光を検出する光検出器と、
前記光検出器の検出信号に基づいて前記被測定流体の濃度を演算する演算部と、
前記光源から発せられた前記光を前記測定セルの前記窓部に導光する第1の光学機器、および、前記測定セルの窓部から出射された光を前記光検出器に導光する第2の光学機器と
を備え、
前記反射部材は、前記第1の光学機器から入射し前記測定セルの前記流路内を伝播したた入射光を受け、前記入射光の光路と異なる光路を通って前記第2の光学機器へと反射光を反射させるように構成されており、
前記測定セルの両端部において前記流路に連通する流入口と流出口とが設けられ、前記流入口および前記流出口のうちのいずれか一方は前記窓部の近傍に配置され、他方は前記反射部材の近傍に配置されている、濃度測定装置。 - 前記光源からの前記光を分岐し、参照光として参照光検出器に入射させる、請求項10に記載の濃度測定装置。
- 前記反射光の前記光路は、前記入射光の前記光路と平行である、請求項10または11に記載の濃度測定装置。
- 前記反射部材は、三角柱状のプリズムを含む、請求項12に記載の濃度測定装置。
- 前記反射部材は、前記入射光の進行方向に対して垂直な面から傾いた反射面を含む、請求項10または11に記載の濃度測定装置。
- 前記窓部の近傍に設けられ、前記第1の光学機器からの前記出射光を受けて前記測定セルに入射させるとともに、前記測定セルからの前記反射光を受けて前記第2の光学機器に入射させる光学素子をさらに有し、前記光学素子の光軸が、前記第1の光学機器と前記第2の光学機器との間に配されている、請求項10または11に記載の濃度測定装置。
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