JP2022186267A - gas measuring device - Google Patents

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Abstract

To provide a gas measuring device capable of improving accuracy while suppressing development costs.SOLUTION: A gas measuring device 1 includes: a sample cell 9; a light source 7; a detection unit 20 that detects the intensity of light transmitting through the sample cell 9; and a CPU 31 that repeatedly analyzes gas components in sample gas. The detection unit 20 includes: a first detector 21 that detects a gas component to be analyzed; and a plurality of second detectors 25 and 26 that detect a plurality of components for interference correction of the gas component to be analyzed. An interface circuit 36 includes: preprocessing circuits 41, 42, and 43 that pre-process a detection signal of the first detector 21 so that the detection signal can be input to the CPU 31, and transmit it to the CPU 31; and a second signal processing unit 44 that pre-processes detection signals of the detectors 25 and 26 so that the detection signals can be input to the CPU 31, and sequentially transmit them to the CPU 31 in a time division manner.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、ガス測定装置に関する。 The present disclosure relates to gas measurement devices.

特開平9-49797号公報(特許文献1)には、試料ガスと基準ガスを切り替えてガス成分の濃度を測定する赤外線ガス分析計が開示されている。この赤外線ガス分析計では、三方弁が切り換えられ、試料ガスと基準ガスとが所定周期で交互にセル内に供給される。これに並行して、モータによってセクタが回転され、光源からの赤外光がセル内に断続的に照射される。これにより、検出器は、試料ガスまたは基準ガスを透過した赤外光を交互に検出し、基準ガスの検出出力と試料ガスの検出出力の出力比によってガス成分の分析が可能となる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-49797 (Patent Document 1) discloses an infrared gas analyzer that measures the concentration of gas components by switching between a sample gas and a reference gas. In this infrared gas analyzer, a three-way valve is switched to alternately supply the sample gas and the reference gas into the cell at predetermined intervals. In parallel with this, the sector is rotated by the motor, and the infrared light from the light source is intermittently irradiated into the cell. As a result, the detector alternately detects the infrared light that has passed through the sample gas or the reference gas, and the gas components can be analyzed based on the output ratio between the detection output of the reference gas and the detection output of the sample gas.

特開平9-49797号公報JP-A-9-49797

上記の特開平9-49797号公報に開示された赤外線ガス分析計は、試料ガス中のSOの濃度を検出するものであったが、SOの他、CO、CO、NOx等にも、環境基準が定められており、濃度を監視するニーズがある。したがって、複数のガス成分を測定できる多成分計測器も開発されている。 The infrared gas analyzer disclosed in JP-A-9-49797 mentioned above detects the concentration of SO 2 in the sample gas, but it also detects CO, CO 2 , NOx, etc. in addition to SO 2 . , environmental standards have been established and there is a need to monitor concentrations. Therefore, multi-component instruments have also been developed that are capable of measuring multiple gas components.

複数のガス成分として、たとえばSO、CO、CO、NOを測定するには、4つの検出器とこれらからの出力信号を受ける少なくとも4つのポートを有するCPU(Central Processing Unit)が必要となる。 In order to measure a plurality of gas components such as SO 2 , CO, CO 2 , and NO, a CPU (Central Processing Unit) having at least four ports for receiving output signals from four detectors and these is required. .

近年、さらなる検出精度の向上のため、検出対象のガス成分以外に、検出対象ガスに干渉する成分を検出して検出結果を補正することが求められている。しかしながら、従前の装置を改良して使用するためには、CPUの入力ポートが不足する事態がしばしば発生する。しかしながら、CPUを変更して新たな装置を設計、製造するには、多額の開発コストがかかってしまう。 In recent years, in order to further improve the detection accuracy, it is required to detect, in addition to the gas components to be detected, components that interfere with the gas to be detected, and to correct the detection results. However, in order to retrofit the existing devices, there is often a shortage of CPU input ports. However, designing and manufacturing a new device by changing the CPU requires a large amount of development cost.

本開示は、開発コストを抑えつつ、精度を向上させることができるガス測定装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a gas measuring device capable of improving accuracy while suppressing development costs.

本開示のガス測定装置は、試料ガスを充填する試料セルと、試料セルに光を照射する光源と、光源から試料セルに照射された光が試料セルを透過した光強度を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて試料ガス中のガス成分を繰返し分析する中央処理装置と、検出部が検出した検出信号を中央処理装置に送信するインターフェース回路とを備える。検出部は、試料ガス中の分析対象のガス成分を検出する第1検出器と、分析対象のガス成分の干渉補正用の複数の成分を検出する複数の第2検出器とを含む。インターフェース回路は、第1検出器の検出信号を中央処理装置に入力できるように前処理を行ない中央処理装置に送信する第1信号処理部と、複数の第2検出器の検出信号を中央処理装置に入力できるように前処理を行ない中央処理装置に時分割で順次送信する第2信号処理部とを含む。 The gas measuring device of the present disclosure includes a sample cell filled with a sample gas, a light source for irradiating the sample cell with light, and a detection unit for detecting the light intensity of the light emitted from the light source to the sample cell and transmitted through the sample cell. a central processing unit for repeatedly analyzing the gas components in the sample gas based on the detection result of the detecting unit; and an interface circuit for transmitting a detection signal detected by the detecting unit to the central processing unit. The detection unit includes a first detector that detects a gas component to be analyzed in the sample gas, and a plurality of second detectors that detect a plurality of components for interference correction of the gas component to be analyzed. The interface circuit includes a first signal processing unit that preprocesses the detection signals of the first detector so that they can be input to the central processing unit and transmits them to the central processing unit; and a second signal processing unit for performing preprocessing so that the signals can be input to the central processing unit and sequentially transmitting the signals to the central processing unit in a time division manner.

本開示におけるガス測定装置は、既存の構成に対して、一部の信号処理部を変更するのみで済むため、中央処理装置を変える必要がなく、開発工数が少なくて済む。また、既存の装置を改良して、精度を改善することも容易である。 Since the gas measuring device according to the present disclosure requires only part of the signal processing unit to be changed in the existing configuration, there is no need to change the central processing unit, and the number of man-hours required for development can be reduced. It is also easy to modify existing equipment to improve accuracy.

本実施の形態のガス測定装置の全体の構成を概略的に示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows roughly the structure of the whole gas measuring apparatus of this Embodiment. 図1の制御装置30の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the configuration of a control device 30 of FIG. 1; FIG. CPUの各ポートに入力される信号を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining signals input to each port of a CPU; FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

図1は、本実施の形態のガス測定装置の全体の構成を概略的に示す図である。図1に示すガス測定装置1は、試料ガスラインMLと、基準ガスラインRLと、切換弁5と、試料セル9とを備える。 FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the gas measuring device of this embodiment. A gas measuring device 1 shown in FIG. 1 includes a sample gas line ML, a reference gas line RL, a switching valve 5 and a sample cell 9 .

試料ガスラインMLには、試料ガスMが導入される。試料ガスラインMLは、試料ガスMが通過するフィルタ2と、試料ガスMを送出するポンプ3と、試料ガスMの流量を調整するニードル弁4とを含む。 A sample gas M is introduced into the sample gas line ML. The sample gas line ML includes a filter 2 through which the sample gas M passes, a pump 3 for sending out the sample gas M, and a needle valve 4 for adjusting the flow rate of the sample gas M.

基準ガスラインRLには、基準ガスRが導入される。基準ガスラインRLは、基準ガスRが通過するフィルタ12と、基準ガスRを送出するポンプ13と、基準ガスRの流量を調整するニードル弁14とを含む。 A reference gas R is introduced into the reference gas line RL. The reference gas line RL includes a filter 12 through which the reference gas R passes, a pump 13 that delivers the reference gas R, and a needle valve 14 that adjusts the flow rate of the reference gas R.

切換弁5は、試料ガスラインMLに配置された三方弁5Mと、基準ガスラインRLに配置された三方弁5Rとを含む。三方弁5M,5Rは、選択信号SELによって、基準ガスラインRLと試料ガスラインMLのいずれか一方を通過したガスを試料セル9に送り、他方を通過したガスを排気するように流路を構成する。選択信号SELを切替えることによって、試料セルには、基準ガスと試料ガスが交互に充填される。 The switching valve 5 includes a three-way valve 5M arranged in the sample gas line ML and a three-way valve 5R arranged in the reference gas line RL. The three-way valves 5M and 5R configure flow paths so that the gas that has passed through either the reference gas line RL or the sample gas line ML is sent to the sample cell 9 and the gas that has passed through the other is exhausted according to the selection signal SEL. do. By switching the selection signal SEL, the sample cell is alternately filled with the reference gas and the sample gas.

ガス測定装置1は、モータ6と、セクタ8と、光源7と、検出部20と、制御装置30とをさらに備える。 The gas measuring device 1 further includes a motor 6 , a sector 8 , a light source 7 , a detector 20 and a controller 30 .

試料セル9は、ガス導入口9aとガス排出口9bとを有する。切換弁5を介して試料ガスまたは基準ガスがガス導入口9aから試料セル9内に供給され、ガス排出口9bから排出される。試料セル9の一端には赤外光を発する光源7が、また、試料セル9の他端には、試料セル9を透過した赤外光を検出するための検出部20が配設されている。 The sample cell 9 has a gas inlet 9a and a gas outlet 9b. Via the switching valve 5, the sample gas or the reference gas is supplied into the sample cell 9 from the gas inlet 9a and discharged from the gas outlet 9b. A light source 7 for emitting infrared light is provided at one end of the sample cell 9, and a detector 20 for detecting infrared light transmitted through the sample cell 9 is provided at the other end of the sample cell 9. .

光源7と試料セル9端部との間には赤外光を断続するためのセクタ8が設けられている。このセクタ8は、遮光部と透光部とを有する。セクタ回転軸8cを中心としてセクタ8が回転するよう構成される。透光部が試料セル9上にある場合に赤外光が試料セル9内に照射され、遮光部が試料セル9上にある場合に試料セル9内への赤外光の照射が遮断される。制御装置30は、モータ6を介してセクタ8の回転位置制御を行ない、また、モータ6の回転に同期するように選択信号SELによって切換弁5の駆動制御を行なう。 A sector 8 is provided between the light source 7 and the end of the sample cell 9 for interrupting infrared light. This sector 8 has a light-shielding portion and a light-transmitting portion. The sector 8 is configured to rotate around the sector rotation axis 8c. Infrared light is irradiated into the sample cell 9 when the light-transmitting portion is above the sample cell 9, and irradiation of infrared light into the sample cell 9 is blocked when the light-shielding portion is above the sample cell 9. . The control device 30 controls the rotational position of the sector 8 via the motor 6 and also controls the drive of the switching valve 5 by the selection signal SEL so as to be synchronized with the rotation of the motor 6 .

検出部20は、測定対象ガスを検出する第1検出器21と、補正用ガスを検出する第2検出器とを含む。第1検出器21は、SO,NO,COをそれぞれ検出対象とする、SO2検出器22と、NO検出器23と、CO検出器24とを含む。第2検出器は、CO,CHをそれぞれ検出対象とする、CO2検出器25と、CH4検出器26とを含む。 The detection unit 20 includes a first detector 21 that detects the gas to be measured and a second detector that detects the correction gas. The first detector 21 includes an SO2 detector 22, an NO detector 23, and a CO detector 24, which detect SO2, NO, and CO, respectively. The second detector includes a CO2 detector 25 and a CH4 detector 26 that detect CO2 and CH4, respectively .

SO、NO、COは、それぞれ赤外域での特有の波長の光(SO:7.4μm、NO:5.3μm、CO:4.6μm)を吸収する。したがって、これらのそれぞれの波長にのみ感応する検出器によって、測定ガス中を通過した後の赤外吸収を測定すれば、それぞれの成分の濃度が測定できる。 SO 2 , NO, and CO each absorb light of specific wavelengths in the infrared region (SO 2 : 7.4 μm, NO: 5.3 μm, CO: 4.6 μm). Therefore, the concentration of each component can be measured by measuring the infrared absorption after passing through the measurement gas with a detector that is sensitive only to each of these wavelengths.

各検出器は、その内部に試料ガス中の検出対象ガスが封入されており、内部の圧力変化によって検出対象ガス固有の周波数の赤外光強度を検出する。そして、検出部20での検出出力を受ける制御装置30は、所定の信号処理を行ない、試料ガス中の測定ガス濃度を示す濃度値を算出する。 Each detector has a gas to be detected in the sample gas sealed therein, and detects the intensity of infrared light at a frequency unique to the gas to be detected based on internal pressure changes. Then, the controller 30, which receives the detection output from the detector 20, performs predetermined signal processing to calculate a concentration value indicating the concentration of the measured gas in the sample gas.

図2は、図1の制御装置30の構成を示すブロック図である。図1および図2を参照して、制御装置30の内部構成を含めたガス測定装置1の構成を説明する。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device 30 of FIG. 1. As shown in FIG. The configuration of the gas measuring device 1 including the internal configuration of the control device 30 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

ガス測定装置1は、試料セル9と、基準ガスと試料ガスとを選択的に試料セルに供給する切換弁5と、試料セルに光を照射する光源7と、光源7から試料セル9に照射された光が試料セル9を透過した光強度を検出する検出部20を備える。 The gas measurement apparatus 1 includes a sample cell 9, a switching valve 5 for selectively supplying a reference gas and a sample gas to the sample cell, a light source 7 for irradiating the sample cell with light, and a light source 7 for irradiating the sample cell 9 with light. A detection unit 20 is provided for detecting the intensity of the emitted light transmitted through the sample cell 9 .

ガス測定装置1は、制御装置30をさらに備える。制御装置30は、インターフェース回路36と、演算部(CPU)31と、記憶部(メモリ)32と、濃度表示部33と、入力部34と出力部35とを備える。ユーザは、入力部34を介して、校正、設定等のための入力を行なう。またCPU31は、出力部35から濃度値等を出力する。 The gas measuring device 1 further includes a control device 30 . The control device 30 includes an interface circuit 36 , a computing section (CPU) 31 , a storage section (memory) 32 , a density display section 33 , an input section 34 and an output section 35 . The user performs input for calibration, setting, etc. via the input unit 34 . The CPU 31 also outputs density values and the like from the output unit 35 .

インターフェース回路36は、検出部20が検出した検出信号をCPU31に送信する。CPU31は、検出部20の検出結果に基づいて試料ガス中のガス成分を繰返し分析する。 The interface circuit 36 transmits the detection signal detected by the detection unit 20 to the CPU 31 . The CPU 31 repeatedly analyzes the gas components in the sample gas based on the detection result of the detection section 20 .

検出部20は、分析対象のガス成分(SO,NO,CO)を検出する第1検出器21と、分析対象のガス成分の干渉補正用の複数の成分(CO,CH)をそれぞれ検出するCO2検出器25およびCH4検出器26とを含む。インターフェース回路36は、第1検出器21の検出信号をCPU31に入力できるように前処理を行ないCPU31に送信する第1信号処理部(41,42,43)と、CO2検出器25およびCH4検出器26の検出信号をCPU31に入力できるように前処理を行ないCPU31に時分割で交互に送信する第2信号処理部(44)とを含む。 The detection unit 20 includes a first detector 21 for detecting gas components (SO 2 , NO, CO) to be analyzed, and a plurality of components (CO 2 , CH 4 ) for interference correction of the gas components to be analyzed. Detecting CO2 detector 25 and CH4 detector 26 are included. The interface circuit 36 includes a first signal processing unit (41, 42, 43) that preprocesses the detection signal of the first detector 21 so that it can be input to the CPU 31 and transmits it to the CPU 31, a CO2 detector 25 and a CH4 detector. and a second signal processing section (44) that pre-processes the detection signals of 26 so that they can be input to the CPU 31 and alternately transmits them to the CPU 31 in a time division manner.

光源7が試料セルに照射する光は、赤外光である。なお、紫外光を使用するガス測定装置であっても、本実施の形態と同様に補正成分を時分割で交互に送信することもできる。 The light with which the light source 7 irradiates the sample cell is infrared light. It should be noted that, even in a gas measuring device using ultraviolet light, it is possible to alternately transmit correction components in a time-division manner as in the present embodiment.

分析対象のガス成分は、SOガスと、NOガスと、COガスとを含む。第1検出器21は、SO2検出器22と、NO検出器23と、CO検出器24とを含む。干渉補正用の複数の成分は、CHガスと、COガスとを含む。CPU31は、第1ポートP1、第2ポートP2、第3ポートP3、第4ポートP4を有する。 Gas components to be analyzed include SO2 gas, NO gas, and CO gas. First detector 21 includes SO 2 detector 22 , NO detector 23 and CO detector 24 . The multiple components for interference correction include CH4 gas and CO2 gas. The CPU 31 has a first port P1, a second port P2, a third port P3 and a fourth port P4.

第1信号処理部(41,42,43)は、SO2検出器22の出力信号を前処理して第1ポートP1に出力する第1前処理回路41と、NO検出器23の出力信号を前処理して第2ポートP2に出力する第2前処理回路42と、CO検出器24の出力信号を前処理して第3ポートP3に出力する第3前処理回路43とを有する。 First signal processing units (41, 42, 43) include a first preprocessing circuit 41 that preprocesses the output signal of the SO2 detector 22 and outputs it to the first port P1, and a first preprocessing circuit 41 that preprocesses the output signal of the NO detector 23. It has a second preprocessing circuit 42 that processes the signal and outputs it to the second port P2, and a third preprocessing circuit 43 that preprocesses the output signal of the CO detector 24 and outputs it to the third port P3.

第2信号処理部44は、CH4検出器26の出力信号を前処理した信号と、CO2検出器25の出力信号を前処理した信号とを、交互に第4ポートP4に出力するように構成される。 The second signal processing unit 44 is configured to alternately output a signal obtained by preprocessing the output signal of the CH4 detector 26 and a signal obtained by preprocessing the output signal of the CO2 detector 25 to the fourth port P4. be.

第1前処理回路41は、SO2検出器22の出力信号のゲインを調整するアナログ回路51と、アナログ回路51の出力を第1ポートP1に入力できるように変換する変換回路52とを含む。 The first preprocessing circuit 41 includes an analog circuit 51 that adjusts the gain of the output signal of the SO2 detector 22, and a conversion circuit 52 that converts the output of the analog circuit 51 so that it can be input to the first port P1.

第2前処理回路42は、NO検出器23の出力信号のゲインを調整するアナログ回路53と、アナログ回路53の出力を第2ポートP2に入力できるように変換する変換回路54とを含む。 The second preprocessing circuit 42 includes an analog circuit 53 that adjusts the gain of the output signal of the NO detector 23, and a conversion circuit 54 that converts the output of the analog circuit 53 so that it can be input to the second port P2.

第3前処理回路43は、CO検出器24の出力信号のゲインを調整するアナログ回路55と、アナログ回路55の出力を第3ポートP3に入力できるように変換する変換回路56とを含む。 The third preprocessing circuit 43 includes an analog circuit 55 that adjusts the gain of the output signal of the CO detector 24, and a conversion circuit 56 that converts the output of the analog circuit 55 so that it can be input to the third port P3.

第2信号処理部44は、CH4検出器24の出力信号のゲインを調整する第2アナログ回路58と、CO2検出器25の出力信号のゲインを調整する第3アナログ回路57と、第2アナログ回路58の出力と第3アナログ回路57の出力とを交互に選択するマルチプレクサ59と、マルチプレクサ59の出力を第4ポートP4に入力できるように変換する第2変換回路60とを含む。 The second signal processing unit 44 includes a second analog circuit 58 that adjusts the gain of the output signal of the CH4 detector 24, a third analog circuit 57 that adjusts the gain of the output signal of the CO2 detector 25, and a second analog circuit. 58 and the output of the third analog circuit 57 alternately, and a second conversion circuit 60 for converting the output of the multiplexer 59 so that it can be input to the fourth port P4.

上記のように構成し、本実施の形態では、CO2検出器25の信号とCH4検出器の信号とを、時間的に交互に切り替えて1つのポートP4に取り込んで、CO濃度とCH濃度をそれぞれ演算する。 With the configuration as described above, in the present embodiment, the signal from the CO2 detector 25 and the signal from the CH4 detector are alternately switched temporally and taken into one port P4 to obtain the CO2 concentration and the CH4 concentration. are calculated respectively.

COとCHは共に干渉補正用の測定対象であり、測定の主対象である大気汚染成分SO,NOまたはダイオキシン対策の不完全燃焼監視用の測定対象であるCOではない。したがって、COとCHについては、検出器からの信号を間引いて濃度演算して最小検出限界が少し(約1.4倍)大きくなっても、ガス測定には差し支えない。 Both CO 2 and CH 4 are measurement targets for interference correction, and are not the air pollutant components SO 2 and NO, which are the main targets of measurement, or CO, which is the measurement target for monitoring incomplete combustion as a countermeasure against dioxins. Therefore, for CO 2 and CH 4 , even if the signal from the detector is thinned out for concentration calculation and the minimum detection limit is slightly increased (approximately 1.4 times), there is no problem in gas measurement.

図3は、CPUの各ポートに入力される信号を説明するための図である。CPU31のポートP1~P3は、対応する検出器からの信号を切換なしに連続的に受ける。制御装置30は、選択信号SELによって、1サイクル20秒の間で切換弁5の切換を2回実行する。1サイクル20秒の周期の前半には基準ガスラインRLからの基準ガスRが試料セル9に充填されたときの検出信号が入力され、後半には試料ガスラインMLからの試料ガスMが試料セル9に充填されたときの検出信号が入力される。 FIG. 3 is a diagram for explaining signals input to each port of the CPU. Ports P1-P3 of CPU 31 continuously receive signals from corresponding detectors without switching. The control device 30 switches the switching valve 5 twice in one cycle of 20 seconds according to the selection signal SEL. In the first half of one cycle of 20 seconds, a detection signal when the sample cell 9 is filled with the reference gas R from the reference gas line RL is input. A detection signal is input when 9 is filled.

図3において、Rは基準ガスが試料セル9に充填されたときの検出信号(基準信号)を示し、Mは試料ガスが試料セル9に充填されたときの検出信号(測定信号)を示す。CPU31は、基準信号と測定信号とを所定の演算式に適用することによって、試料ガス中の測定対象ガスの濃度を演算する。 In FIG. 3, R indicates the detection signal (reference signal) when the sample cell 9 is filled with the reference gas, and M indicates the detection signal (measurement signal) when the sample cell 9 is filled with the sample gas. The CPU 31 calculates the concentration of the measurement target gas in the sample gas by applying the reference signal and the measurement signal to a predetermined arithmetic expression.

ポートP4は、CO2検出器25からの信号とCH4検出器26からの信号を1サイクル20秒毎に切り換えて受ける。CPU31は、選択信号SEL2を用いて、マルチプレクサ59のA入力とB入力を図3に示すように選択する。選択信号SEL2は、切換弁5の選択信号SELの2倍の周期となる。CPU31は、干渉補正用のCO,CHについても、基準信号と測定信号とを所定の演算式に適用することによって、試料ガス中の測定対象ガスの濃度を演算する。この濃度が更新される頻度は、メイン分析対象のSO,NO,COと比べると2分の1となる。なお、本実施の形態では、選択信号SEL2はCPU31から出力されているが、第2信号処理部44に分周回路を設けることで、選択信号SELを使って、第2信号処理部44内でSEL2を作ることもできる。 The port P4 receives the signal from the CO2 detector 25 and the signal from the CH4 detector 26 by switching every 20 seconds per cycle. The CPU 31 selects the A input and the B input of the multiplexer 59 as shown in FIG. 3 using the selection signal SEL2. The selection signal SEL2 has a period twice as long as that of the selection signal SEL for the switching valve 5. FIG. The CPU 31 also applies the reference signal and the measurement signal to a predetermined arithmetic expression for CO 2 and CH 4 for interference correction, thereby calculating the concentration of the gas to be measured in the sample gas. The frequency at which this concentration is updated is half that of SO 2 , NO, and CO, which are the main objects of analysis. In the present embodiment, the selection signal SEL2 is output from the CPU 31, but by providing a frequency dividing circuit in the second signal processing section 44, the selection signal SEL2 is used in the second signal processing section 44. SEL2 can also be made.

CPU31は、1サイクル20秒毎に更新されるSO,NO,COの濃度を、2サイクル40秒毎に更新されるCO,CHの濃度によって補正する。 The CPU 31 corrects the concentrations of SO 2 , NO, and CO, which are updated every 20 seconds for one cycle, by the concentrations of CO 2 and CH 4 , which are updated every 40 seconds for two cycles.

本実施の形態のガス測定装置は、既存のガス測定装置を改良して実現することも容易である。たとえば、第2信号処理部44の代わりに前処理回路41~43と同様な構成によって干渉成分であるCOの補正のみを行なっており、干渉成分であるCHの補正を行なっていなかった装置に対しても、各前処理回路41が1枚の差し替え可能な基板で構成されておれば、既存の基板のうち1枚を第2信号処理部44の基板に差し替え、CPU31の演算処理をソフトウエア変更によって変更するだけで、干渉成分であるCHの補正を導入できる。 The gas measuring device of this embodiment can also be easily realized by modifying an existing gas measuring device. For example, instead of the second signal processing unit 44, only the interference component CO is corrected by a configuration similar to the preprocessing circuits 41 to 43, and the interference component CH4 is not corrected. On the other hand, if each preprocessing circuit 41 is composed of one replaceable substrate, one of the existing substrates is replaced with the substrate of the second signal processing unit 44, and the arithmetic processing of the CPU 31 is performed by software. Correction for the interfering component, CH4 , can be introduced just by changing it.

この場合には、既納品に対して改造が容易で、装置改造時間も半日程度ですむので、欠測時間を短くでき、それにより、サービス員の工数も抑えられる。 In this case, it is easy to modify the already delivered equipment, and it takes about half a day to modify the equipment.

なお、以上説明した実施の形態では、検出対象のガス成分が3種類、干渉補正用のガス成分が2種類の場合について説明したが、これらの数は変更しても良い。検出対象のガス成分が1~2種類の場合および4種類以上であってもよい。また干渉補正用のガス成分が3種類以上であっても良い。このような場合でも、検出対象のガス成分は1成分あたり1ポートを使用し、干渉補正用のガス成分を時分割で順次CPUの1ポートに入力することによって使用するポート数を減らすことができる。 In the above-described embodiment, the case where there are three types of gas components to be detected and two types of gas components for interference correction has been described, but these numbers may be changed. The number of gas components to be detected may be one or two, or four or more. Moreover, three or more kinds of gas components for interference correction may be used. Even in such a case, one port is used for each gas component to be detected, and the number of ports used can be reduced by sequentially inputting the gas components for interference correction into one port of the CPU in a time-sharing manner. .

また、本実施の形態では、基準ガスを使用する赤外線ガス分析計について説明したが、基準ガスを使用せずに、試料ガスの測定信号だけで濃度演算する赤外線ガス分析計、および、基準ガスを流通させるのではなく、セルに充填して封止した基準セルを使う赤外線ガス分析計にも、同様の考え方を適用できる。 In addition, in the present embodiment, an infrared gas analyzer using a reference gas has been described. Similar considerations apply to infrared gas analyzers that use reference cells that are filled and sealed rather than flow through.

[態様]
上述した例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the following aspects.

(第1項)本開示のガス測定装置は、試料ガスを充填する試料セルと、試料セルに光を照射する光源と、光源から試料セルに照射された光が試料セルを透過した光強度を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて試料ガス中のガス成分を繰返し分析する中央処理装置と、検出部が検出した検出信号を中央処理装置31に送信するインターフェース回路とを備える。検出部は、試料ガス中の分析対象のガス成分を検出する第1検出器と、分析対象のガス成分の干渉補正用の複数の成分を検出する複数の第2検出器とを含む。インターフェース回路は、第1検出器の検出信号を中央処理装置に入力できるように前処理を行ない中央処理装置に送信する第1信号処理部と、複数の第2検出器の検出信号を中央処理装置に入力できるように前処理を行ない中央処理装置に時分割で順次送信する第2信号処理部とを含む。このような構成とすることによって中央処理装置の入力ポートが少ない場合でも、干渉補正用の複数の成分の検出結果を中央処理装置で扱うことができる。 (Section 1) The gas measurement apparatus of the present disclosure includes a sample cell filled with a sample gas, a light source for irradiating the sample cell with light, and the light intensity of the light emitted from the light source to the sample cell transmitted through the sample cell. A central processing unit for repeatedly analyzing the gas components in the sample gas based on the detection result of the detecting unit, and an interface circuit for transmitting the detection signal detected by the detecting unit to the central processing unit 31. The detection unit includes a first detector that detects a gas component to be analyzed in the sample gas, and a plurality of second detectors that detect a plurality of components for interference correction of the gas component to be analyzed. The interface circuit includes a first signal processing unit that preprocesses the detection signals of the first detector so that they can be input to the central processing unit and transmits them to the central processing unit; and a second signal processing unit for performing preprocessing so that the signals can be input to the central processing unit and sequentially transmitting the signals to the central processing unit in a time division manner. With such a configuration, even if the central processing unit has a small number of input ports, the central processing unit can handle the detection results of a plurality of components for interference correction.

(第2項)好ましくは、光源が試料セルに照射する光は、赤外光である。 (Section 2) Preferably, the light with which the light source irradiates the sample cell is infrared light.

(第3項)より好ましくは、分析対象のガス成分は、SOガスと、NOガスと、COガスとを含む。第1検出器は、SO2検出器と、NO検出器と、CO検出器とを含む。干渉補正用の複数の成分は、CH4ガスと、CO2ガスとを含む。複数の第2検出器は、CH4検出器と、CO2検出器とを含む。中央処理装置は、第1ポート、第2ポート、第3ポート、第4ポートを有する。第1信号処理部は、SO2検出器の出力信号を前処理して第1ポートに出力する第1前処理回路と、NO検出器の出力信号を前処理して第2ポートに出力する第2前処理回路と、CO検出器の出力信号を前処理して第3ポートに出力する第3前処理回路とを有する。第2信号処理部は、CH4検出器の出力信号を前処理した信号と、CO2検出器の出力信号を前処理した信号とを、交互に第4ポートに出力するように構成される。 (Section 3 ) More preferably, the gas components to be analyzed include SO2 gas, NO gas, and CO gas. The first detector includes a SO2 detector, a NO detector and a CO detector. The multiple components for interference correction include CH4 gas and CO2 gas. The plurality of second detectors includes a CH4 detector and a CO2 detector. The central processing unit has a first port, a second port, a third port and a fourth port. The first signal processing section includes a first preprocessing circuit that preprocesses the output signal of the SO2 detector and outputs it to a first port, and a second preprocessing circuit that preprocesses the output signal of the NO detector and outputs it to a second port. It has a preprocessing circuit and a third preprocessing circuit that preprocesses the output signal of the CO detector and outputs it to a third port. The second signal processor is configured to alternately output a signal obtained by preprocessing the output signal of the CH4 detector and a signal obtained by preprocessing the output signal of the CO2 detector to the fourth port.

(第4項)さらに好ましくは、第1~第3前処理回路の各々は、対応する検出器の出力信号のゲインを調整する第1アナログ回路と、第1アナログ回路の出力を第1~第3ポートのうちの対応するポートに入力できるように変換する第1変換回路とを含む。第2信号処理部は、CH4検出器の出力信号のゲインを調整する第2アナログ回路と、CO2検出器の出力信号のゲインを調整する第3アナログ回路と、第2アナログ回路の出力と第3アナログ回路の出力とを交互に選択するマルチプレクサと、マルチプレクサの出力を第4ポートに入力できるように変換する第2変換回路とを含む。 (Section 4) More preferably, each of the first to third preprocessing circuits includes a first analog circuit that adjusts the gain of the output signal of the corresponding detector, and the output of the first analog circuit to the first to third preprocessing circuits. and a first conversion circuit for converting so as to allow input to a corresponding port of the three ports. The second signal processing unit includes a second analog circuit that adjusts the gain of the output signal of the CH4 detector, a third analog circuit that adjusts the gain of the output signal of the CO2 detector, the output of the second analog circuit and the third analog circuit. A multiplexer alternately selects the output of the analog circuit, and a second conversion circuit converts the output of the multiplexer so that it can be input to the fourth port.

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

1 ガス測定装置、2,12 フィルタ、3,13 ポンプ、4,14 ニードル弁、5 切換弁、5M,5R 三方弁、6 モータ、7 光源、8 セクタ、8c セクタ回転軸、9 試料セル、9a ガス導入口、9b ガス排出口、20 検出部、21~26 検出器、30 制御装置、31 中央処理装置、33 濃度表示部、34 入力部、35 出力部、36 インターフェース回路、41~43 前処理回路、44 第2信号処理部、51,53,55,57,58 アナログ回路、52,54,56,60 変換回路、59 マルチプレクサ、ML 試料ガスライン、P1~P4 ポート、RL 基準ガスライン。 1 gas measuring device, 2, 12 filter, 3, 13 pump, 4, 14 needle valve, 5 switching valve, 5M, 5R three-way valve, 6 motor, 7 light source, 8 sector, 8c sector rotating shaft, 9 sample cell, 9a gas inlet, 9b gas outlet, 20 detector, 21-26 detector, 30 controller, 31 central processing unit, 33 concentration display unit, 34 input unit, 35 output unit, 36 interface circuit, 41-43 pretreatment Circuit 44 Second signal processing unit 51, 53, 55, 57, 58 Analog circuit 52, 54, 56, 60 Conversion circuit 59 Multiplexer ML Sample gas line P1 to P4 ports RL Reference gas line.

Claims (4)

試料ガスを充填する試料セルと、
前記試料セルに光を照射する光源と、
前記光源から前記試料セルに照射された光が前記試料セルを透過した光強度を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記試料ガス中のガス成分を繰返し分析する中央処理装置と、
前記検出部が検出した検出信号を前記中央処理装置に送信するインターフェース回路とを備え、
前記検出部は、
前記試料ガス中の分析対象のガス成分を検出する第1検出器と、
前記分析対象のガス成分の干渉補正用の複数の成分を検出する複数の第2検出器とを含み、
前記インターフェース回路は、
前記第1検出器の検出信号を前記中央処理装置に入力できるように前処理を行ない前記中央処理装置に送信する第1信号処理部と、
前記複数の第2検出器の検出信号を前記中央処理装置に入力できるように前処理を行ない前記中央処理装置に時分割で順次送信する第2信号処理部とを含む、ガス測定装置。
a sample cell filled with a sample gas;
a light source that irradiates the sample cell with light;
a detection unit that detects the intensity of the light emitted from the light source to the sample cell and transmitted through the sample cell;
a central processing unit that repeatedly analyzes the gas components in the sample gas based on the detection result of the detection unit;
An interface circuit that transmits a detection signal detected by the detection unit to the central processing unit,
The detection unit is
a first detector that detects a gas component to be analyzed in the sample gas;
a plurality of second detectors for detecting a plurality of components for interference correction of the gas component to be analyzed;
The interface circuit is
a first signal processing unit that preprocesses the detection signal of the first detector so that it can be input to the central processing unit and transmits the signal to the central processing unit;
a second signal processing unit that pre-processes the detection signals of the plurality of second detectors so that they can be input to the central processing unit and sequentially transmits them to the central processing unit in a time division manner.
前記光源が前記試料セルに照射する光は、赤外光である、請求項1に記載のガス測定装置。 2. The gas measuring device according to claim 1, wherein the light with which said light source irradiates said sample cell is infrared light. 前記分析対象のガス成分は、SOガスと、NOガスと、COガスとを含み、
前記第1検出器は、SOガス検出器と、NOガス検出器と、COガス検出器とを含み、
前記干渉補正用の複数の成分は、CHガスと、COガスとを含み、
前記複数の第2検出器は、CHガス検出器と、COガス検出器とを含み、
前記中央処理装置は、第1ポート、第2ポート、第3ポート、第4ポートを有し、
前記第1信号処理部は、
前記SOガス検出器の出力信号を前処理して前記第1ポートに出力する第1前処理回路と、
前記NOガス検出器の出力信号を前処理して前記第2ポートに出力する第2前処理回路と、
前記COガス検出器の出力信号を前処理して前記第3ポートに出力する第3前処理回路とを有し、
前記第2信号処理部は、前記CHガス検出器の出力信号を前処理した信号と、前記COガス検出器の出力信号を前処理した信号とを、交互に前記第4ポートに出力するように構成される、請求項2に記載のガス測定装置。
The gas components to be analyzed include SO2 gas, NO gas, and CO gas,
the first detector includes a SO2 gas detector, a NO gas detector, and a CO gas detector;
the plurality of components for interference correction includes CH4 gas and CO2 gas;
the plurality of second detectors includes a CH4 gas detector and a CO2 gas detector;
the central processing unit has a first port, a second port, a third port and a fourth port;
The first signal processing unit is
a first preprocessing circuit that preprocesses an output signal of the SO 2 gas detector and outputs the signal to the first port;
a second preprocessing circuit that preprocesses the output signal of the NO gas detector and outputs the signal to the second port;
a third preprocessing circuit that preprocesses the output signal of the CO gas detector and outputs the output signal to the third port;
The second signal processing unit alternately outputs a signal obtained by preprocessing the output signal of the CH4 gas detector and a signal obtained by preprocessing the output signal of the CO2 gas detector to the fourth port. 3. The gas measurement device of claim 2, configured to:
前記第1~第3前処理回路の各々は、
対応する検出器の出力信号のゲインを調整する第1アナログ回路と、
前記第1アナログ回路の出力を前記第1~第3ポートのうちの対応するポートに入力できるように変換する第1変換回路とを含み、
前記第2信号処理部は、
前記CHガス検出器の出力信号のゲインを調整する第2アナログ回路と、
前記COガス検出器の出力信号のゲインを調整する第3アナログ回路と、
前記第2アナログ回路の出力と前記第3アナログ回路の出力とを交互に選択するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサの出力を前記第4ポートに入力できるように変換する第2変換回路とを含む、請求項3に記載のガス測定装置。
Each of the first to third preprocessing circuits
a first analog circuit that adjusts the gain of the corresponding detector output signal;
a first conversion circuit that converts the output of the first analog circuit so that it can be input to a corresponding port among the first to third ports;
The second signal processing unit is
a second analog circuit for adjusting the gain of the output signal of the CH4 gas detector;
a third analog circuit for adjusting the gain of the output signal of the CO2 gas detector;
a multiplexer that alternately selects the output of the second analog circuit and the output of the third analog circuit;
4. The gas measurement device according to claim 3, further comprising a second conversion circuit for converting the output of said multiplexer so that it can be input to said fourth port.
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