JP2603119B2 - ガス分析のための方法および装置 - Google Patents

ガス分析のための方法および装置

Info

Publication number
JP2603119B2
JP2603119B2 JP63304334A JP30433488A JP2603119B2 JP 2603119 B2 JP2603119 B2 JP 2603119B2 JP 63304334 A JP63304334 A JP 63304334A JP 30433488 A JP30433488 A JP 30433488A JP 2603119 B2 JP2603119 B2 JP 2603119B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
gas
output
wavelength
circuit
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63304334A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01301149A (ja
Inventor
ウオルフラム ユルゲン
ネッケル ハルトムート
Original Assignee
テクフオーム エンジニアリング アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by テクフオーム エンジニアリング アクチエンゲゼルシヤフト filed Critical テクフオーム エンジニアリング アクチエンゲゼルシヤフト
Publication of JPH01301149A publication Critical patent/JPH01301149A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2603119B2 publication Critical patent/JP2603119B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/534—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke by measuring transmission alone, i.e. determining opacity
    • G01N2021/536—Measurement device mounted at stack
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/123—Conversion circuit

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、（微量）ガス分析のための方法および装置
に関する。
［従来の技術］ ガスはその吸収スペクトルによって同定しうると共
に、ガスの濃度（Ｋ）はその存在を検出するガスの特性
である所定波長の吸光度（Ｅ）から得られることが一般
的に知られている。
煙道ガス分析のための公知の装置（本出願人によるLO
RA−１型装置）においてはダイオードレーザーを使用
し、これは連続的かつ完全に調整することができ、さら
に検出すべきガスの既知吸収線に設定されるその出力光
線を分析器に通過させとる共に、分析器における測定ガ
スの濃度がそれに応じて減衰する。分析下のガス濃度の
振幅は、測定波長にて分析器内の他のガスに対し相互作
用が存在せずかつ測定サイクルの開始前に検定値が得ら
れていれば所定の測定ガス濃度の導入により、このよう
な強度の低下またはこのような吸光度から得ることがで
きる。既知組成のガスを用いたこの種の検量は探査セク
ションが分析器セル内に設定された場合しか可能でない
ので、たとえば動力プラントから放出される煙道ガスを
測定するような場合には煙道ガスをこの分析器セルに通
過させねばならず、測定の最大速度は分析器セルのパー
ジ速度に依存して１回の測定当り数秒の範囲を要する。
このような比較的遅い測定速度の問題とは別に、公知の
装置は測定サイクルを開始する前（装置の停止後）に先
ず最初に検量が必要とされるという問題をさらに含み、
これは周知の欠点を持った分析器セルの必要性に加え極
めて面倒かつ複雑な入力を要する操作である。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術から出発して、本発明の課題は、測定操
作に伴う作業量を減少させ、高い測定速度と同時に測定
値の信頼性向上を達成しうるよう上記種類の方法または
装置を改善することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題は、本発明によれば、請求項１記載の特徴を
備えた方法および請求項７記載の特徴を備えた装置によ
って解決される。
本発明の主たる特徴は、一方が検出すべきガスの吸収
極大に相当しかつ他方が吸収極小に相当するような２つ
の個々のラインの先で「比」を形成することからなって
いる。好ましくは、関与する逆転整流が比較的高い周波
数（たとえば2000cps）で生じ、各完全サイクルを用い
て測定値を発生させる。この手段は、たとえば動力プラ
ントの煙道にてその場で測定を可能にすると共に、乱流
および渦流をそこに生ぜしめずかつ圧力および温度（こ
れら両者は吸収特性に影響を及ぼす）の変化が衝撃を与
えない。したがって、異なる波長の２つのレーザー光線
を共直線関係で設定するための光学系（これは調整困難
であることが知られている）を用いる必要がない。何故
なら、１個の同一レーザーが両波長を発生するからであ
る。
格別の利点は、探査セクションに入る前にレーザー光
線の強度を測定し、好ましくは同時に放出端部にて探査
セクションから出るレーザー光線の強度を測定して、両
波長における強度の比をその振幅でなく測定すればよい
ことにある。次いで、探査セクションを通過したレーザ
ー光線の強度の比を、確定された比に正規化もしくは基
準化（逆数値の掛算）する。このような装置設計によ
り、レーザー光線エネルギーの振幅を知る必要なしに、
振幅の安定な測定を達成することができる。
特に、驚異的効果をもたらす本発明の好適具体例にお
いては、反射器もしくはグリッドの一方を転置すること
によりその固有ラインＲ（16）の一方から他方のライン
Ｒ（18）まで或いはその逆に逆転させる13CO2レーザー
を用いて、NH3の検出に際しこのように設計された装置
の高い精度および高い検出感度を与える。１回の試験で
1ppm・ｍの応答を得ることができた。
13CO2レーザーのＲ（16）ラインはアンモニヤの吸収
極小に位置する一方、このレーザーのＲ（18）ラインは
アンモニヤの吸収極大に位置する。動力プラントにおけ
る煙道ガス分析のためのこの装置の利用は、レーザーの
高効率の結果として煙道ガス通路（煙道）内における直
接的測定を可能にし、したがって測定結果（煙道ガス中
のアンモニヤ濃度）を用いて脱窒システムもしくは燃焼
工程の効率を監視することができる。このシステムは、
蒸気もしくはCO2でさえ検討範囲にて均質な吸収を示す
ので、相互作用を伴わないという特定の利点を有する。
さらに、本発明による方法は可変かつ極めて高いガス
温度（500℃まで）にてガス濃度の分析を可能にする。
本発明に必須のこれらおよびその他の特徴は請求項の
記載および本発明の下記する好適具体例から明らかとな
ろう。好適具体例は全て特に動力プラントにより排気さ
れる煙道ガスのアンモニヤ濃度の検出に関するものであ
るが、本発明はその他多くの異なるスペクトルライン
（ライン峰部もしくは波高）を有する他のガスレーザー
で操作する方法および装置についても、或いはたとえば
ダイオードレーザーのような他の任意の調整自在なレー
ザーについても適用しうることを強調すべきである。こ
の方法は、一般的な（微量）ガス分析に用いるのに適し
ている。
［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明を好適実施例につき
説明する。
第１図において、参照符号10はレーザーエミッタ装置
を示し、そのハウジング13は13CO2レーザーを備える。
圧電駆動装置を使用して、レーザーの端板／反射器／グ
リッド11の１つを使用されるガスに典型的な波長に共鳴
が設定されるよう調節することができる。
レーザーは約８℃で操作され、かつ電源14を備える。
ハウジング13はこの温度を維持する断熱ジャケットを備
える。このジャケットは、光学系における集光（solide
nsing）現象を防止すべくレーザー光線のみに対する１
個の小開口部を有する。好ましくはレーザー装置は全体
として金属ケーシング内に収容され、このケーシングは
電気的もしくは電磁的干渉および障害に対し保護するシ
ステムを与える。
さらに、このハウジングは調整目的でHeNeレーザーを
も収容し、その光線はセレン化亜鉛円盤16を用いて共直
線関係にてCO2レーザー光線に対し重ねることができ
る。
出力レーザー光線１における輻射エネルギーの１部を
部分反射性端板17およびスペクトル分析器32（グリッ
ド）を介し補助検出器33まで移送して、レーザー光線１
のスペクトルを測定する。検出器33により発生した出力
信号を、圧電駆動装置の制御に際し圧電駆動機50を制御
するために使用される安定化回路34へ供給する。このよ
うな配置により、所望の２つの波長が最大の精度をもっ
て設定されるように圧電駆動装置12を設定することがで
き、同時にレーザー光線の出力強度が少なくとも両波長
につ同範囲の振幅となるよう強度を制御すべく反射器セ
ットを僅かに「脱調（detuning）」させることができ
る。
この装置は比較的高い周波数（約2000cpsもしくしH
z）にて１つの波長λ１から他の波長λ２まで或いはそ
の逆に逆転され、この周波数はチョッパ30の同期をもそ
の制御器31を介して支配する。この装置において、制御
機能は完全サイクルが全部で３つの期間で構成されるよ
うに設計され、第１期間の際にレーザー光線１はその第
１波長λ１にて放出される一方、第２期間の際に第２波
長λ２にて放出されると共に、第３期間の際にチョッパ
30がレーザー光線を中断する。
他の部分反射性端板18をチョッパ30の出力側に配置し
て、エネルギーの１部を基準光線ｒとして検出器36へ指
向させる。レーザー光線１の残余のエネルギーを２個の
反射器19を介し第１端板21における対向部23に通過さ
せ、探査セクションの端部における第２端板22に衝突さ
せ、かつ他の検出器35に到達させ（２個の端板21と22と
の先の反射工程の後、かつ第１端板21における開孔部23
および他の反射器19′を通過した後）。かくして、探査
セクション20の有効長さが、２つの端板21と22との間の
距離ｄに基づきかつこれら端板間で反射された光線数の
関数として計算される。
温度検出器37（たとえば輻射線パイロメータ）および
圧力計38を探査セクション20に或いはその近傍に（たと
えば煙道自身に）設け、これらセンサからの出力信号お
よび検出器35と36とにより発生される同等な出力信号を
スコア装置もしくは評価装置40へ転送する。スコア装置
40はさらに圧電駆動機50とチョッパ制御器31とに連結さ
せる。
ここに説明した本発明の実施例においては、パイロ電
気検出器を検出器部材35、36として使用し、したがって
ここに説明したチョッパ30が必要となる。
以下、第１図に例示した装置の操作につき第２〜７図
を参照して一層詳細に説明する。
CO2レーザーがそのラインＲ（16）とＲ（18）との間
（第７図参照）、すなわち２つの波長λ１とλ２との間
（第２図参照）で逆転して方形経路にしたがうよう、端
板／反射器／グリッド11を圧電装置12によって往復させ
る。このシステムにおいて、圧電駆動装置12はたとえば
偏り電圧の調整により両波長に対する初期強度（第２図
における左縦軸）が実質的に同範囲の振幅に留まるよう
「脱調」される。
チョッパ30は、レーザー光線１をその波長の逆転と同
期して第３図に示した強度パターンが時間の関数として
生ずるよう中断するのに役立ち、領域Ａは波長λ１のレ
ーザー光線を示し、領域Ｂは波長λ２の光線を示し、か
つ領域Ｃはチョッパ30によるレーザー光線１の中断の期
間に相当する。その結果、検出器35および36の出力とし
て信号が得られ、その形状は時間の関数として第３図に
示した形状に一致し、検出器出力信号のDC平均値は０ま
での範囲にわたる。
スコア装置40内に試料回路と保留回路とを用いて（第
４図参照）、検出器35および36からの出力信号を完全Ａ
−Ｃサイクルの後に６個の数値：すなわちA I、B I、C
I（検出器35からの出力値Ａ−Ｃ）およびA II、B II、C
II（検出器36からの出力信号）が全て記憶されるよう
に走査する。かくして処理された信号Ａが波長λ１（NH
3吸収極大）につき検知された後、Ｂ−群における数値
が波長λ２（吸収極小）にて検知される一方、Ｃ値は光
学ゼロレベルを示す。
次いで、スコア装置または評価装置40はこれら６個の
数値を用いて、吸光度Ｅを次式にしたがって計算する： かくして、探査セクションにおけるガスの圧力および
温度を知れば、分析下のきガスの濃度Ｋを次いでこれら
のパラメータから直接に得ることができる。
探査セクションにおけるガスの圧力および温度に対す
る吸収の依存性は所定範囲においてのみ直線性であるた
め、測定結果は補正を必要とする。この目的で、スコア
装置40は補正係数の表を内蔵し（第８図および第９図参
照）、これら係数をセンサ37、38からの出力信号の関数
として選択しかつ測定結果の補正に使用する。
第10図はこの装置における他の略図であって、レーザ
ーエミッタ装置10の圧電駆動装置12を制御する圧電制御
器50が２つの波長間における整流とレーザー出力光線１
の中断との両者における逆転サイクルを規定するための
周波数発生器51を備えることを示している。この理由
で、周波数発生器51の出力をチョッパ制御器31と変調器
52との両者に連結し、その出力信号を加算器−増幅器／
駆動機54に対する入力とし、その他方の入力はオフセッ
ト回路53からの出力信号を受信する。このオフセット回
路53は安定化回路34によって制御される。さらに、クロ
ックパルス信号を周波数発生器51からスコア装置40にお
けるクロック制御器48の適当な入力まで発生させて、評
価回路40の同期を与える。
クロック制御器48はクロックパルス信号Ａ、Ｂおよび
Ｃを試料回路および保留回路43および44へ放出し、これ
ら回路をアナログ処理回路41および42からの出力部に位
置せしめ、パイロ電気検出器35および36から放出された
信号を処理する。この予備的処理工程は特に偏り電圧の
減結合を含み、（HF）ノイズの濾過と信号の増幅とを伴
う。
試料回路および保留回路43および44に蓄えられた検出
値Ａ、ＢおよびＣはA/D変換器45によってデジタル化さ
れ、次いでクロックパルス信号またはトリガ信号（周波
数発生器51から）と一緒に演算回路46へ供給される。さ
らに、演算回路46は検知素子37および38からの（デジタ
ル化）出力信号（探査セクションにおける温度および圧
力）を受信する。この演算回路46は、各サイクルにて上
記法則にしたがい、試料回路および保留回路43および44
に蓄えられた信号を処理して、その結果を必要に応じ記
憶すると共にこれらを出力ポート47を介して出力するよ
う設計される。
以下、第11図を参照して、探査セクションの設計に関
し本発明の好適実施例を一層詳細に説明する。
第11図に示したように、第１図を参照して既に説明し
た端板21および22をそれぞれ凹面反射器の形態で設ける
と共に、ケーシング28内の調整手段27より上方に配置す
る。両端板21および22のケーシング28は煙道39の対向壁
部に装着されて、調整部材27に用いる端板の適当な設定
により、反射器21における開孔部23を通過したレーザー
光線１が対向反射器22に指向してこれにより反射器21ま
で反射されるようにし、この反射サイクルを光線が最終
的に反射器21における開孔部23を介し測定光線として出
るまで数回反復する。この実施例において、好ましくは
反射器21および22は調整用として端板の二重焦点長さｆ
に相当する距離ｄにて配置される。
（環状）パージ空気通路29をケーシング28に設けて、
端板もしくは反射器の表面がたとえば煙道ガスにより搬
入された固体により汚染されるのを防止するよう、煙道
中へパージ空気を導入する（矢印の方向）。
第12図に示した本発明の他の好適実施例においては、
既に詳細に上記したと同じ測定原理を用いるが、ただし
レーザー出力光線１を反射器セット119、119′により個
々の測定光線のマトリックス型列に分割してこれらをそ
れぞれ探査セクションに通過させた後、１群の検出器12
5、125′までそれぞれ調節し、その出力信号も同様にス
コア装置または評価装置40へ供給する点で相違する。ス
コア装置40は測定値を用いて、煙道断面にわたり二次元
濃度経過を示すハードコピー100の形態で出力するのに
適した断面撮影型表示を与える。
第１図〜第10図を参照して既に説明した部品および装
置（分析器、チョッパなど）を、この装置にも設けるこ
とは勿論である。
ここでも本発明は13CO2レーザーに関するだけでな
く、波長を少なくとも２つの数値に調整しうる、たとえ
ばレーザーダイオードーをも包含する一般的な任意のレ
ーザーにも適用しうることを強調すべきである。
煙道ガスにおけるアンモニヤ濃度を分析するための上
記本発明の使用は、驚異的に正確かつその場で比較的簡
単に行なえる煙道ガスの分析を可能にする。この種の使
用は各測定値を極めて短い連続間隔にて得られる３つの
分離した数値から誘導しうるという顕著な利点を有し、
その結果煙道ガスにおける乱流もしくは渦流または装備
の位置にて生ずる振動（たとえば建造物の振動）でさえ
測定結果に何等の衝撃をも及ぼさない。何故なら、この
ような渦流における圧力および流動または建造物におけ
る振動周波数の上限が変化する速度は、この装置におけ
る測定速度よりも小さいからである。レーザー光線にお
ける他の波長で操作し或いは他の種類の測定ガスを用い
れば、本発明の方法または装置により同様にして他のガ
スをも検出しうることは勿論である。しかしながら、い
ずれの場合も、CO2レーザーは極めて高い効率を示し、
高い検出感度を伴う特に長い探査セクションを設計する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による装置の好適実施例の機能流れ図で
あり、 第２〜４図は時間に関する装置の操作説明図であり、 第５図は測定に使用するNH3吸収と波長とを説明する特
性曲線図であり、 第６図はNH3ライン強度の説明図であり、 第７図は種々異なるCO2レーザーの放出ラインと対比し
たNH3吸収ラインの説明図であり、 第８図は圧力に対する測定結果の依存性を示す説明図で
あり、 第９図は濃度に対する測定結果の依存性を示す説明図で
あり、 第10図は測定結果の評価を例示する一層詳細な機能流れ
図であり、 第11図は探査セクションのための反射器配置の略断面図
であり、 第12図は二次元濃度形状を決定するために使用する本発
明の他の好適実施例の略図である。 10……レーザーエミッタ装置 11……端板／反射器／グリッド 12……圧電駆動装置 13……ハウジング 14……電源 15……調整レーザー 16〜18……部分反射性端板 19、19′……端板／反射器 20……探査セクション 21、22……端板／凹面反射器 23……開口部 25、26……検出器 27……調整部材 28……ケーシング 29……パージ空気通路 30……チョッパ 31……チョッパ制御器 32……スペクトル分析器 33……補助検出器 34……安定化回路 35……第１検出器 36……第２検出器 37……温度検出器 38……圧力計 39……煙道 40……スコア／評価回路 41……第１アナログ処理回路 42……第２アナログ処理回路 43、44……試料および保留回路 45……A/D変換器 46……演算回路 47……出力ポート 48……クロック制御器 50……圧電制御器 51……周波数発生器 52……変調器 53……オフセット回路 54……加算器−増幅器／駆動機 100……ハードコピー 119、119′……１組の反射器 125、125′……１組の検出器 ｌ……出力光線 ｍ……測定光線 ４……基準光線 Ａ……第１波長 Ｂ……第２波長 Ｃ……ゼロ信号 Ｅ……吸光度 Ｋ……濃度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−222289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−50988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−128474（ＪＰ，Ａ) ＳＯＶＩＥＴ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩ ＣＳ （1987） ＰＰ．1224〜1226

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】検出すべきガスによるレーザー出力光線の
    吸収を少なくとも前記ガスの吸収極大の範囲内で測定す
    ると共に基準値に対して比較する（微量）ガス分析方法
    において、レーザー、好ましくはCOもしくはCO2レーザ
    ーの出力波長を少なくとも２つの選択しうる波長
    （λ１、λ２）の第１波長に循環反復して設定し、前記
    第１波長は検出すべきガスの吸収極大に実質的に一致
    し、この波長（λ１）におけるレーザー光線の減衰を決
    定し、 レーザーの出力波長を検出すべきガスの吸収極小に実質
    的に一致した選択しうる第２波長に設定し、この波長
    （λ２）におけるレーザー光線の減衰を決定し、かつ 極大減衰を極小減衰に対し正規化し、次いで吸収性ガス
    の吸光度及び濃度を測定すると共にこれを処理／表示に
    移すことを特徴とする（微量）ガス分析方法。
  2. 【請求項２】両波長（λ１、λ２）におけるレーザー光
    線の出力強度を実質的に同じ大きさに設定することを特
    徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】レーザー出力波長の設定を２つの波長（λ
    １、λ２）間にて100cpsより高い周波数、好ましくは10
    00cpsを超える周波数にて逆転させることを特徴とする
    請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】吸光度の測定がレーザー光線出力強度の検
    出を必要とすると共に、この検出を吸収により減少した
    光線強度の測定と同時に行なうことを特徴とする請求項
    １〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項５】吸光度と同時に分析ガスの温度および／ま
    たは圧力を測定し、この測定値から補正係数を得、好ま
    しくは補正係数を温度または圧力によりそれぞれ蓄えら
    れた補正係数の表から読取り、こつこの補正係数を用い
    て補正結果を補正することを特徴とする請求項１〜４の
    いずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】測定結果を各操作サイクルの直後に決定す
    ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載
    の方法。
  7. 【請求項７】出力光線（１）を発生するレーザーエミッ
    タ装置（10）と、分析すべきガスを含有する探査セクシ
    ョン（20）まで出力光線（１）を案内する第１光学手段
    （19）とを備え、さらに探査セクション（20）から出る
    測定光線（ｍ）をこの測定光線（ｍ）の強度（Ａ、Ｂ）
    を測定する装置（35）に案内する第２光学手段（1
    9′）、並びに前記測定装置（35）から受信された出力
    信号を処理／評価すると共に（ログ）測定値を表示する
    スコア回路（40）を備えてなる、特に請求項１記載の方
    法を実施するための（微量）ガス分析装置において、前
    記レーザーエミッタ装置（10）は出力光線波長を制御器
    （50）または調整自在な反射器（11）、端板、グリッド
    などを用いて少なくとも２つの数値（λ１、λ２）間で
    循環的かつ反復的に逆転させうる調整自在なレーザー、
    好ましくはCO2レーザーからなり、前記波長の一方（λ
    １）は分析下のガスの吸収極大に相当すると共に他方の
    波長（λ２）は吸収極小に相当し、さらに前記探査セク
    ション（20）を通過した後の異なる波長（λ１、λ２）
    における強度の比（A I/B I）の尺度または分析すべき
    ガスの濃度の尺度である出力値（Ｅ）及び（Ｋ）を表示
    ／記録するよう前記スコア回路（40）を設計したことを
    特徴とする（微量）ガス分析装置。
  8. 【請求項８】第３手段（18、36）がスコア回路（40）と
    連携して出力光線（１）の強度を測定し、さらに探査セ
    クション（20）を通過した後の強度比（A I/B I）を前
    記探査セクション（20）を通過する前の強度比（A II/B
    II）に対し正規化しうるようスコア回路を設計したこ
    とを特徴とする請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】測定装置（35、36）がパイロ電気検出器を
    備え、さらにレーザー逆転操作と同期して作動するチョ
    ッパ（30）を設けると共にこれを２つの波長（λ１、λ
    ２）の光線を受光した前記検出器（35、36）が短時間に
    わたり実質的に完全に停止する（エネルギー入力がな
    い）ように配置したことを特徴とする請求項７または８
    記載の装置。
  10. 【請求項１０】レーザーエミッタ装置（10）の反射器／
    端板／グリッド（11）が圧電駆動装置（12）を備え、こ
    れに好ましくは一方の波長から他方の波長（λ１、
    λ２）まで逆転する際のストロークとは独立して設定し
    うる偏差調整振幅を与えたことを特徴とする請求項７〜
    ９のいずれか一項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】レーザーエミッタ装置の後に放出スペク
    トルを測定するレーザー光線分析装置（17、32、33）を
    配置し、その出力信号を安定化回路（34）を介し前記圧
    電駆動装置（12）のための制御／駆動回路（50）まで移
    送して、前記放出波長および強度をフィードバック制御
    すると共に監視することを特徴とする請求項７〜10のい
    ずれか一項に記載の装置。
  12. 【請求項１２】スコア回路（40）が試料回路および保留
    回路（43、44）を備え、これら回路は反射制御器（50）
    および必要に応じチョッパ（30）と同期して作動すると
    共に測定装置（35、36）により所定時間にわたり（均衡
    化過程の減衰の後）発生した出力信号を走査することを
    特徴とする請求項７〜11のいずれか一項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】レーザーエミッタ装置（10）が可視範囲
    の光を放出する（HeNe）レーザー（15）をさらに備え、
    その出力光線を（CO2）レーザーから出る出力光線
    （ｌ）に対し共直線的に重ねて装置を調整しかつバラン
    スさせることを特徴とする請求項７〜12のいずれか一項
    に記載の装置。
  14. 【請求項１４】探査セクション（20）が一対の反射器
    （21、22）を互いに対向した関係で備えて、一方の反射
    器（22）に指向した光線をこれら反射器間にて数回反射
    させ、前記光線が探査セクションから外れて測定装置
    （35）に供給されるまで前記探査セクションを通過する
    ことを特徴とする請求項７〜13のいずれか一項に記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】反射器（21、22）が凹面反射器を備え、
    その二重焦点長さ（ｆ）を探査セクションの長さ（ｄ）
    に一致させたことを特徴とする請求項14記載の装置。
  16. 【請求項１６】スコア回路（40）に連結させた圧力計
    （38）および／または温度検出器（37）を探査セクショ
    ン（20）に設け、前記圧力計または温度検出器の出力信
    号を用いて前記スコア回路（40）で測定された数値を補
    正することを特徴とする請求項７〜15のいずれか一項に
    記載の装置。
  17. 【請求項１７】探査セクション（20）が分析下のガスを
    通過させる通路（煙道）の断面領域を構成するように第
    １および第２光学手段（119、119′）を設計すると共に
    配置し、さらに複数の出力光線（111〜111n;121〜12n）
    がマトリックスの形態でそこを通過し、一対の測定装置
    群（125、125′）をスコア回路（40）に連結して前記出
    力光線の強度測定し、かつ測定値の二次元形状を記録す
    ると共に表示するよう前記スコア回路（40）を設計した
    ことを特徴とする請求項７〜16のいずれか一項に記載の
    装置。
  18. 【請求項１８】排気ガスを監視するための請求項１〜６
    のいずれか一項に記載の方法または請求項７〜17のいず
    れか一項に記載の装置の使用。
  19. 【請求項１９】特に（動力プラント）煙道ガスおよび工
    業排気ガスにおけるアンモニヤ濃度を測定し、レーザー
    エミッタ装置（10）が13CO2レーザーからなる請求項18
    記載の使用。
JP63304334A 1987-12-03 1988-12-02 ガス分析のための方法および装置 Expired - Lifetime JP2603119B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873741026 DE3741026A1 (de) 1987-12-03 1987-12-03 Verfahren und system zur (spuren-) gasanalyse
DE3741026.1 1987-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01301149A JPH01301149A (ja) 1989-12-05
JP2603119B2 true JP2603119B2 (ja) 1997-04-23

Family

ID=6341831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63304334A Expired - Lifetime JP2603119B2 (ja) 1987-12-03 1988-12-02 ガス分析のための方法および装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5002391A (ja)
EP (1) EP0318752B1 (ja)
JP (1) JP2603119B2 (ja)
AT (1) ATE123570T1 (ja)
CA (1) CA1327128C (ja)
DE (2) DE3741026A1 (ja)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5149983A (en) * 1990-09-07 1992-09-22 Chlean Plants & Engineering Establishment Method and apparatus for measuring the concentration of at least one material in a fluid medium mixed materials
JPH05503359A (ja) * 1990-09-07 1993-06-03 シュレアン　プランツ　アンド　エンジニアリング　エスタブリッシュメント 素材の濃度測定方法、その実施装置、流体内に含まれる素材の濃度変化方法への前記測定方法の適用およびその構成
US5200629A (en) * 1990-10-12 1993-04-06 Chlean Plants & Engineering Establishment Method and system for changing the concentration of one material in a fluid medium of mixed materials
JPH04148846A (ja) * 1990-10-13 1992-05-21 Jasco Corp 濃度補正装置
US5401967A (en) * 1990-12-26 1995-03-28 Colorado Seminary Dba University Of Denver Apparatus for remote analysis of vehicle emissions
US5489777A (en) * 1990-12-26 1996-02-06 Denver Seminary Apparatus for remote analysis of vehicle emissions using reflective thermography
US5210702A (en) * 1990-12-26 1993-05-11 Colorado Seminary Apparatus for remote analysis of vehicle emissions
US5179422A (en) * 1991-05-15 1993-01-12 Environmental Research Institute Of Michigan Contamination detection system
JPH0560687A (ja) * 1991-09-05 1993-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 赤外分析装置
US5252060A (en) * 1992-03-27 1993-10-12 Mckinnon J Thomas Infrared laser fault detection method for hazardous waste incineration
US5291265A (en) * 1992-06-03 1994-03-01 Aerodyne Research, Inc. Off-axis cavity absorption cell
DE4300853C2 (de) * 1993-01-15 2003-09-04 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur spektroskopischen Bestimmung des Stickstoffoxidgehalts
DE4338233C2 (de) * 1993-11-09 1997-02-06 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Anordnung zur abwechselnden Proben- und Untergrundmessung, insbesondere bei der hochempfindlichen absorptionsspektroskopischen, selektiven Spurengasanalyse
DE4342246C2 (de) * 1993-12-10 1997-03-20 Karl Stefan Riener Charakteristische Absorption
ATE178989T1 (de) * 1993-12-10 1999-04-15 Karl Stefan Riener Verfahren und vorrichtung zur auswertung einer charakteristischen absorption eines stoffes
DE4402054A1 (de) * 1994-01-25 1995-07-27 Zeiss Carl Fa Gaslaser und Gasnachweis damit
DE4422400C2 (de) * 1994-06-27 1996-06-27 Abb Management Ag Verfahren zur Bestimmung des Anteils eines 1. chemischen Stoffes in einem 2. chemischen Stoff oder Stoffgemisch
DE4446390C1 (de) * 1994-12-23 1996-07-04 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Konzentration eines in einer Probe enthaltenen Analyten
DE19525415C2 (de) * 1995-07-12 1997-11-27 Optikzentrum Nrw Gmbh Oz Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Wasserdampfkonzentration bzw. des Taupunktes
DE19528960C2 (de) * 1995-08-08 1997-07-17 Eltro Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Fernmessung von Luftschadstoffen
DE19611290C2 (de) * 1996-03-22 1998-04-16 Draegerwerk Ag Gassensor
US5831267A (en) * 1997-02-24 1998-11-03 Envirotest Systems Corp. Method and apparatus for remote measurement of exhaust gas
FR2772127B1 (fr) * 1997-12-05 2000-02-18 Oldham France Sa Procede de determination de la concentration d'un gaz dans un melange gazeux et dispositif d'analyse pour la mise en oeuvre d'un tel procede
DE19840794C1 (de) * 1998-09-08 2000-03-23 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Infrarot-Strahlungseigenschaften von Abgasen
US6154307A (en) 1998-09-18 2000-11-28 United Technologies Corporation Method and apparatus to diffract multiple beams
US6089076A (en) * 1998-09-18 2000-07-18 United Technologies Corporation System to control the power of a beam
DE19902396C2 (de) * 1999-01-22 2002-06-27 Conducta Endress & Hauser Anordnung zum Messen des Nitratgehalts von Flüssigkeiten
US6261851B1 (en) 1999-09-30 2001-07-17 International Business Machines Corporation Optimization of CMP process by detecting of oxide/nitride interface using IR system
US6750444B2 (en) 2000-12-29 2004-06-15 Spx Corporation Apparatus and method for measuring vehicle speed and/or acceleration
US6781110B2 (en) * 2000-12-29 2004-08-24 Spx Corporation Apparatus and method for measuring vehicle speed and/or acceleration
US6561027B2 (en) 2000-12-29 2003-05-13 Spx Corporation Support structure for system for measuring vehicle speed and/or acceleration
US6745613B2 (en) 2001-08-13 2004-06-08 Spx Corporation Method and system for determining the type of fuel used to power a vehicle
US6857262B2 (en) 2001-08-16 2005-02-22 Spx Corporation Catalytic converter function detection
US7183945B2 (en) * 2001-08-17 2007-02-27 Spx Corporation Method and system for video capture of vehicle information
US20030034889A1 (en) 2001-08-20 2003-02-20 Rendahl Craig S. Host system and method for sensed vehicle data
US6744516B2 (en) 2001-08-21 2004-06-01 Spx Corporation Optical path structure for open path emissions sensing
US6757607B2 (en) 2001-08-23 2004-06-29 Spx Corporation Audit vehicle and audit method for remote emissions sensing
EP1291642A1 (en) * 2001-09-05 2003-03-12 Linde Medical Sensors AG Sensor system comprising an integrated optical waveguide for the detection of chemical substances
AT411298B (de) * 2001-09-18 2003-11-25 Gerhard Mag Totschnig Verfahren zur laser-absorptionsspektroskopie und einrichtungen zur durchführung dieses verfahrens
WO2005088275A1 (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Senscient Limited Gas detection
AU2008256759A1 (en) 2007-05-24 2008-12-04 Zolo Technologies, Inc. Binning and tomography for high spatial resolution temperature and species concentration measurements
JP5161012B2 (ja) * 2008-09-12 2013-03-13 矢崎総業株式会社 濃度測定装置
JP2009150909A (ja) * 2009-04-02 2009-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガス濃度フラックス計測装置
EP2416145B1 (de) 2010-08-04 2012-11-14 Sick Ag Vorrichtung zur Analyse eines Fluids
EP2428793B1 (de) * 2010-09-08 2016-08-03 Sick Ag Vorrichtung zur Gasspülung einer optischen Grenzfläche und optische Analysevorrichtung
US8896835B2 (en) * 2011-12-27 2014-11-25 Horiba, Ltd. Gas measurement apparatus and the setting method of width of wavelength modulation in gas measurement apparatus
JP5931557B2 (ja) * 2012-04-13 2016-06-08 三菱重工業株式会社 濃度分布測定装置及び濃度分布測定方法
EP2679982B1 (de) * 2012-06-28 2020-05-06 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Sensorsystem und Verfahren zur Vermessung der Übertragungseigenschaften einer Übertragungsstrecke eines Messsystems zwischen einem Sender und einem Empfänger
FI125907B (en) * 2013-09-24 2016-03-31 Vaisala Oyj Method and apparatus for measuring the concentration of gases dissolved in liquids
CN104979742B (zh) * 2014-04-11 2018-01-16 中国科学院大连化学物理研究所 氧碘化学激光器光学谐振腔调节与监控系统及方法
JP6794219B2 (ja) * 2016-10-27 2020-12-02 日本光電工業株式会社 医用フォトメータ、および医用フォトメータの制御方法
JP6857484B2 (ja) * 2016-10-27 2021-04-14 日本光電工業株式会社 医用フォトメータ、および医用フォトメータの制御方法
US10168276B1 (en) 2017-11-08 2019-01-01 Itron, Inc. Identifying targeted gaseous chemical compound

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1964469C3 (de) * 1969-12-23 1974-05-02 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Vorrichtung zur Atomabsorptionsanalyse einer Probe
DE2133080C3 (de) * 1971-07-02 1974-10-17 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen System zur optischen Kontrolle von Luftverunreinigungen in einem Großraum
FR2257900B1 (ja) * 1973-09-20 1976-05-14 France Etat
CH569972A5 (ja) * 1974-07-16 1975-11-28 Cerberus Ag
JPS6019910B2 (ja) * 1979-10-11 1985-05-18 大塚製薬株式会社 ベンゾ〔ｉｊ〕キノリジン−２−カルボン酸誘導体及びその製造法
US4291988A (en) * 1978-05-22 1981-09-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Automated path differencing system
JPS5655839A (en) * 1979-10-13 1981-05-16 Fujitsu Ltd Monitoring method for gas
US4386854A (en) * 1980-02-27 1983-06-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and means for optically generating signals for use in monitoring an environment using tomographic techniques
US4425648A (en) * 1980-12-29 1984-01-10 Rockwell International Corporation Wavelength selectivity of lasers and control thereof for rapid action measuring tasks
US4471220A (en) * 1981-12-21 1984-09-11 Exxon Research And Engineering Co. System for monitoring trace gaseous ammonia concentration in flue gases
GB2127537B (en) * 1982-09-09 1986-09-10 Laser Applic Limited Gas detection apparatus
DE3508707A1 (de) * 1985-03-12 1986-09-18 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Anordnung zur schnellen umschaltung zwischen verschiedenen wellenlaengen bei lasern

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ＳＯＶＩＥＴ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ （１９８７） ＰＰ．１２２４〜１２２６

Also Published As

Publication number Publication date
EP0318752A3 (en) 1990-07-18
CA1327128C (en) 1994-02-22
DE3741026A1 (de) 1989-06-15
ATE123570T1 (de) 1995-06-15
US5002391A (en) 1991-03-26
EP0318752B1 (de) 1995-06-07
JPH01301149A (ja) 1989-12-05
DE3853941D1 (de) 1995-07-13
EP0318752A2 (de) 1989-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2603119B2 (ja) ガス分析のための方法および装置
EP3171159B1 (en) Method and system for reduction of the influence of baseline distortion in an absorption spectroscopy measurement
KR100778197B1 (ko) 기체 검출 방법 및 기체 검출기 장치
JP5983779B2 (ja) ガス吸収分光装置及びガス吸収分光方法
US6274879B1 (en) Process and device for the quantitative detection of a given gas
JP2638595B2 (ja) ガス状物質のパラメーターの測定方法及び装置
JPH07280730A (ja) ガスの濃度を決定するための方法及び装置
JPH06323996A (ja) ラジカルを形成する過程の特性を求める方法
KR20080085747A (ko) 가스 농도의 정량 분석 방법 및 장치
JP2020038098A (ja) ガス吸収分光装置、及びガス吸収分光方法
US4723438A (en) Spark spectroscopic high-pressure gas analyzer
US4968887A (en) Gaseous nitrogen detection using excited-state laser spectroscopy
US6825471B1 (en) Gas detector and method of operating a gas detector
US5742399A (en) Method for stabilizing the wavelength in a laser spectrometer system
EP0768524A2 (en) Method for stabilizing the wavelength in a laser spectrometer system
US4362388A (en) Remote measurement of concentration of a gas specie by resonance absorption
JP6750410B2 (ja) レーザ式ガス分析装置
US20100283992A1 (en) Method of optical teledetection of compounds in a medium
Mercier et al. NO reburning study based on species quantification obtained by coupling LIF and cavity ring-down spectroscopy
JPH0414298B2 (ja)
WO2021053804A1 (ja) ガス吸収分光装置、及びガス吸収分光方法
JPH04268439A (ja) フーリエ変換赤外分光計を用いた定量分析方法
JP2760681B2 (ja) ガス中ヨウ素濃度の測定方法及び装置
Leal-Crouzet et al. Ultra-fast optical pyrometry for the measurement of detonating explosive temperature
EP0248797A1 (en) Computer controlled tuning of lasers