JP3009445B2 - ガス状混合物の濃度測定装置 - Google Patents
ガス状混合物の濃度測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はガス状混合物の濃度測定装置に関し、特
に、大気中に放出されるガス状混合物内の有毒な成分の
存在を検査することに適用されるガス状混合物の濃度測
定装置に関する。
に、大気中に放出されるガス状混合物内の有毒な成分の
存在を検査することに適用されるガス状混合物の濃度測
定装置に関する。
「従来の技術」 ガス状混合物、例えば、材料の再加工から生じるガス
状混合物は、大気中に放出される。このため、当該ガス
状混合物内にたとえ非常に低い濃度でも有毒な成分が含
まれていないことを確実にする必要がある。極めて感度
の高い濃度測定装置は、ある濃度のしきい値、このしき
い値は、安全性の理由から非常に低いレベルに設定され
ているが、を越えたどんなものをも検出することを可能
にしなければならない。
状混合物は、大気中に放出される。このため、当該ガス
状混合物内にたとえ非常に低い濃度でも有毒な成分が含
まれていないことを確実にする必要がある。極めて感度
の高い濃度測定装置は、ある濃度のしきい値、このしき
い値は、安全性の理由から非常に低いレベルに設定され
ているが、を越えたどんなものをも検出することを可能
にしなければならない。
第１図は従来のガス状混合物の濃度測定装置の構成例
を示す概略図であり、この図において、ガス状混合物
は、図中矢印で示す方向へメインダクト10内を流れる。
ガス状混合物の一部は、吸上げポンプ12の作用を受け
て、測定セル14を有するバイパス空気回路内へ吸い上げ
られる。ガス状混合物の流量および圧力は、測定セル14
の入口に設けられた流量計22および圧力計24によって測
定される。
を示す概略図であり、この図において、ガス状混合物
は、図中矢印で示す方向へメインダクト10内を流れる。
ガス状混合物の一部は、吸上げポンプ12の作用を受け
て、測定セル14を有するバイパス空気回路内へ吸い上げ
られる。ガス状混合物の流量および圧力は、測定セル14
の入口に設けられた流量計22および圧力計24によって測
定される。
所定のレーザ16から放出された光ビームは、完全に測
定セル14を通過する。光ビームの波長は、好ましくは、
検査すべき成分を励起するような方法で選択される。こ
の光ビームは、光変調器あるいはチョッパ26、これらは
同期検出を許すが、によって変調される。
定セル14を通過する。光ビームの波長は、好ましくは、
検査すべき成分を励起するような方法で選択される。こ
の光ビームは、光変調器あるいはチョッパ26、これらは
同期検出を許すが、によって変調される。
側面の遮蔽ウインド18を通過して測定セル14の外側へ
放出された蛍光は、励起ビームから拡散された光を除去
するためのフィルタ20によってフィルタされる。
放出された蛍光は、励起ビームから拡散された光を除去
するためのフィルタ20によってフィルタされる。
電源30によって電源が供給されるフォトマルチプライ
ヤ28は、蛍光を収集し、検出された光強度に比例した電
気信号を出力する。
ヤ28は、蛍光を収集し、検出された光強度に比例した電
気信号を出力する。
公知の濃度であり、かつ、検査すべき成分を含んだガ
ス状混合物が満たされた第２の測定セル34は、測定セル
14から到達した励起光ビームの通路上に設けられてい
る。システム35は、圧力計24に従属しており、第２の測
定セル34内の圧力を測定セル14内の圧力に等しくするこ
とを可能にする。
ス状混合物が満たされた第２の測定セル34は、測定セル
14から到達した励起光ビームの通路上に設けられてい
る。システム35は、圧力計24に従属しており、第２の測
定セル34内の圧力を測定セル14内の圧力に等しくするこ
とを可能にする。
励起ビームは、第２の測定セル34内に吸収され、検査
すべき成分と同一の成分の一部における蛍光放出を引き
起こす。側面の遮蔽ウインド33を経て第２の測定セル34
の外側に放出された蛍光は、励起ビームの拡散から寄生
的な光を除去するためのフイルタ36によってフィルタさ
れた後、電源30によって電源が供給されるフォトマルチ
プライヤ38によって収集される。フォトマルチプライヤ
38は、検出された光強度に比例した電気信号を出力す
る。
すべき成分と同一の成分の一部における蛍光放出を引き
起こす。側面の遮蔽ウインド33を経て第２の測定セル34
の外側に放出された蛍光は、励起ビームの拡散から寄生
的な光を除去するためのフイルタ36によってフィルタさ
れた後、電源30によって電源が供給されるフォトマルチ
プライヤ38によって収集される。フォトマルチプライヤ
38は、検出された光強度に比例した電気信号を出力す
る。
２つのフォトマルチプライヤ28および38から出力され
た電気信号は、処理手段32の２つの入力に供給される。
公知の濃度を有する成分の蛍光強度の測定は、検査すべ
き成分によって放出された光強度に基づいて検査すべき
成分の濃度を推論することを可能にする。第２の測定セ
ル34に基づいて実行された測定は、測定装置の較正を構
成する。
た電気信号は、処理手段32の２つの入力に供給される。
公知の濃度を有する成分の蛍光強度の測定は、検査すべ
き成分によって放出された光強度に基づいて検査すべき
成分の濃度を推論することを可能にする。第２の測定セ
ル34に基づいて実行された測定は、測定装置の較正を構
成する。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のガス状混合物の濃度測定装
置においては、以下に示す多数の欠点がある。
置においては、以下に示す多数の欠点がある。
まず、その感度は、工業媒体内の1012分子/cm3以下の
濃度を測定することを可能としない。そして、その感度
は、大いに有毒な複数の成分を検査することを必要とす
る場合に適していないし、なおかつ、これら複数の成分
は、極めて低い放出基準を受けている。
濃度を測定することを可能としない。そして、その感度
は、大いに有毒な複数の成分を検査することを必要とす
る場合に適していないし、なおかつ、これら複数の成分
は、極めて低い放出基準を受けている。
不適切な感度は、長い反応時間を導く。検出された信
号がもし非常に弱ければ、濃度の測定は、連続した測定
を平均して得られる。これらの測定の回数は、信号の弱
さに応じて増加し、信号が雑音にうもれたときに増加す
る。測定中に、成分の濃度は、意味ありげに変わりう
る。そして、そのことは、測定結果を曲げてしまう。
号がもし非常に弱ければ、濃度の測定は、連続した測定
を平均して得られる。これらの測定の回数は、信号の弱
さに応じて増加し、信号が雑音にうもれたときに増加す
る。測定中に、成分の濃度は、意味ありげに変わりう
る。そして、そのことは、測定結果を曲げてしまう。
較正を効果的に実行するために、２つのフォトマルチ
プライヤ28および38は、同一の特性を有していなければ
ならない。そのことは、制御の複雑化および較正の困難
さを導く。
プライヤ28および38は、同一の特性を有していなければ
ならない。そのことは、制御の複雑化および較正の困難
さを導く。
この従来の濃度測定装置は、ガス状混合物を多分構成
する他の複数の成分から放出される寄生的な蛍光を区別
することを可能としない。
する他の複数の成分から放出される寄生的な蛍光を区別
することを可能としない。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、上
述した欠点を除去することができるガス状混合物の濃度
測定装置を提供することを目的としている。
述した欠点を除去することができるガス状混合物の濃度
測定装置を提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」 請求項１記載の発明は、吸上げポンプを有し、その入
口と出口とがメインダクトに接続された空気サンプル回
路と、既知の流量および圧力でガス状混合物を循環させ
ることに適した測定セルと、吸上げポンプとを有し、一
端が前記空気サンプリング回路に接続され、他端が前記
メインダクトに接続され、前記ガス状混合物が前記空気
サンプリング回路によって吸い上げられて前記メインダ
クトへ放出される空気測定回路と、任意に可変できる既
知の濃度で検査すべき成分を含んだガス状較正混合物を
供給するガス状較正混合物供給手段を有し、前記メイン
ダクトから前記空気サンプリング回路を分離できるバイ
パスによって前記空気サンプリング回路に接続され、前
記ガス状較正混合物が前記空気測定回路へ流れる空気較
正回路と、前記測定セル内部で前記成分の蛍光を誘発さ
せる蛍光誘発手段と、前記蛍光の光強度を測定して前記
蛍光の光強度に応じた電気信号を出力する光強度測定手
段と、前記ガス状較正混合物が前記空気測定回路内を流
れる時に行われる較正測定に基づいて前記メインダクト
内を流れる前記混合物に含まれている前記成分の濃度を
測定するために、前記光強度測定手段の出力にその入力
が接続され、前記電気信号を処理する処理手段とを具備
することを特徴としている。
口と出口とがメインダクトに接続された空気サンプル回
路と、既知の流量および圧力でガス状混合物を循環させ
ることに適した測定セルと、吸上げポンプとを有し、一
端が前記空気サンプリング回路に接続され、他端が前記
メインダクトに接続され、前記ガス状混合物が前記空気
サンプリング回路によって吸い上げられて前記メインダ
クトへ放出される空気測定回路と、任意に可変できる既
知の濃度で検査すべき成分を含んだガス状較正混合物を
供給するガス状較正混合物供給手段を有し、前記メイン
ダクトから前記空気サンプリング回路を分離できるバイ
パスによって前記空気サンプリング回路に接続され、前
記ガス状較正混合物が前記空気測定回路へ流れる空気較
正回路と、前記測定セル内部で前記成分の蛍光を誘発さ
せる蛍光誘発手段と、前記蛍光の光強度を測定して前記
蛍光の光強度に応じた電気信号を出力する光強度測定手
段と、前記ガス状較正混合物が前記空気測定回路内を流
れる時に行われる較正測定に基づいて前記メインダクト
内を流れる前記混合物に含まれている前記成分の濃度を
測定するために、前記光強度測定手段の出力にその入力
が接続され、前記電気信号を処理する処理手段とを具備
することを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、前記空気サンプリング回路は、熱分解器を具備
することを特徴としている。
おいて、前記空気サンプリング回路は、熱分解器を具備
することを特徴としている。
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明
において、前記ガス状較正混合物供給手段は、極低温交
換器を具備することを特徴としている。
において、前記ガス状較正混合物供給手段は、極低温交
換器を具備することを特徴としている。
加えて、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明
において、既に前記空気測定セルを縦に通過した光ビー
ムが前記測定セルに戻ることを防ぐ光トラップを具備す
ることを特徴としている。
において、既に前記空気測定セルを縦に通過した光ビー
ムが前記測定セルに戻ることを防ぐ光トラップを具備す
ることを特徴としている。
［作用」 請求項１記載の発明によれば、上述した較正測定は、
検査すべき成分と同一であるが、ガス状較正混合物内に
既知の濃度で含まれた成分によって放出される蛍光に基
づいて行われる。
検査すべき成分と同一であるが、ガス状較正混合物内に
既知の濃度で含まれた成分によって放出される蛍光に基
づいて行われる。
また、較正測定および検査すべき成分の濃度測定は、
異なった時間であるが、同じ測定システムを用いて行わ
れる。
異なった時間であるが、同じ測定システムを用いて行わ
れる。
さらに、較正と測定とは、同じ道具を用いて行われ
る。このことは、測定の妥当性を立証し、測定の精度を
向上させることを可能にする。
る。このことは、測定の妥当性を立証し、測定の精度を
向上させることを可能にする。
加えて、正常な操作から「較正」モードへ推移するた
めに、メインダクトから放出されるガス状混合物の到達
を妨げることと、空気測定回路の中へ公知の構成の較正
混合物を送ることとが必要である。
めに、メインダクトから放出されるガス状混合物の到達
を妨げることと、空気測定回路の中へ公知の構成の較正
混合物を送ることとが必要である。
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の
発明において、もし望むならば、ガス状混合物内に存在
し、検査すべき成分を含んでいる各成分を分離すること
は可能である。熱分解器がなければ、混合物に存在する
検査すべき成分の量は、測定によってカバーされないで
あろう。
発明において、もし望むならば、ガス状混合物内に存在
し、検査すべき成分を含んでいる各成分を分離すること
は可能である。熱分解器がなければ、混合物に存在する
検査すべき成分の量は、測定によってカバーされないで
あろう。
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説
明する。第２図はこの発明の一実施例によるガス状混合
物の濃度測定装置の構成を示す概略図であり、この図に
おいて、検査すべき成分を含んでいるガス状混合物は、
図中矢印で概略的に示すように、メインダクト10内を流
れている。空気サンプリング回路は、メインダクト10に
平行に接続されている。吸上げポンプ40は、大気圧で１
/mmの体積流量で空気サンプリング回路内へガス状混
合物の一部を流入させている。
明する。第２図はこの発明の一実施例によるガス状混合
物の濃度測定装置の構成を示す概略図であり、この図に
おいて、検査すべき成分を含んでいるガス状混合物は、
図中矢印で概略的に示すように、メインダクト10内を流
れている。空気サンプリング回路は、メインダクト10に
平行に接続されている。吸上げポンプ40は、大気圧で１
/mmの体積流量で空気サンプリング回路内へガス状混
合物の一部を流入させている。
空気サンプリング回路の入口に設けられたバルブ42
は、空気サンプンリング回路の分離あるいは空気サンプ
リング回路に流れ込むガス状混合物の圧力の調整を行
う。圧力および流量は、圧力計46および流量計44の助け
をかりて制御される。また、空気サンプリング回路は、
例えば、石英の熱分解器48を有している。もし望むなら
ば、ガス状混合物の化合物であり、検査すべき成分を含
んでいる化合物を分離することは可能である。
は、空気サンプンリング回路の分離あるいは空気サンプ
リング回路に流れ込むガス状混合物の圧力の調整を行
う。圧力および流量は、圧力計46および流量計44の助け
をかりて制御される。また、空気サンプリング回路は、
例えば、石英の熱分解器48を有している。もし望むなら
ば、ガス状混合物の化合物であり、検査すべき成分を含
んでいる化合物を分離することは可能である。
空気サンプリング回路の配管および様々な構成要素
は、検査すべき有毒な成分と化学的な親和力を有しない
材料から作られている。このため、空気サンプリング回
路内に上述した成分が堆積しない。吸上げポンプ40およ
び分離バルブ42はもちろん配管は、例えば、テフロン
（商品名）から作られている。熱分解器48は、例えば、
石英から作られている。流量計44は、例えば、ガラスお
よびテフロン（商品名）から作られている。
は、検査すべき有毒な成分と化学的な親和力を有しない
材料から作られている。このため、空気サンプリング回
路内に上述した成分が堆積しない。吸上げポンプ40およ
び分離バルブ42はもちろん配管は、例えば、テフロン
（商品名）から作られている。熱分解器48は、例えば、
石英から作られている。流量計44は、例えば、ガラスお
よびテフロン（商品名）から作られている。
空気測定回路は、一端が空気サンプリング回路に接続
され、他端が空気サンプリング回路の出口の下流のメイ
ンダクト10に接続されている。この空気測定回路は、流
量計50と、バルブ50と、圧力計54と、測定セル56と、吸
上げポンプ59とから構成されている。望ましくは、測定
セル56内の圧力は、100Pa以下にする。その圧力は、蛍
光の励起が最も可能な条件の下で生じるように調整され
なければならない。
され、他端が空気サンプリング回路の出口の下流のメイ
ンダクト10に接続されている。この空気測定回路は、流
量計50と、バルブ50と、圧力計54と、測定セル56と、吸
上げポンプ59とから構成されている。望ましくは、測定
セル56内の圧力は、100Pa以下にする。その圧力は、蛍
光の励起が最も可能な条件の下で生じるように調整され
なければならない。
吸上げポンプ59のパワーは、100cc/mmの体積流量でほ
ぼ0.1mbarの測定セル56内の圧力を得ることに適してい
ることが望ましい。
ぼ0.1mbarの測定セル56内の圧力を得ることに適してい
ることが望ましい。
空気サンプリング回路内において循環しているガス状
混合物の一部は、吸上げポンプ59の作用を受けて、空気
測定回路内に吸い上げされる。
混合物の一部は、吸上げポンプ59の作用を受けて、空気
測定回路内に吸い上げされる。
流量計50および圧力計54は、測定セル56内の流量およ
び圧力を制御するために用いられる。測定セル56内の圧
力は、バルブ52の助けをかりて調整される。
び圧力を制御するために用いられる。測定セル56内の圧
力は、バルブ52の助けをかりて調整される。
測定セル56は、光ビームが測定セル56を通過した時に
測定セル56内への寄生の反射を妨げるために、例えば、
測定セル56の縦軸に対してブリュスター角だけ傾斜した
２つのウインド58および60を有している。測定セル56の
側面には、測定セル56内の検査すべき成分から放射され
る蛍光を観測するための側面の遮蔽ウインドが設けられ
ている。
測定セル56内への寄生の反射を妨げるために、例えば、
測定セル56の縦軸に対してブリュスター角だけ傾斜した
２つのウインド58および60を有している。測定セル56の
側面には、測定セル56内の検査すべき成分から放射され
る蛍光を観測するための側面の遮蔽ウインドが設けられ
ている。
上述の場合と同様に、空気測定回路を構成している材
料は、検査すべき成分と化学的な親和力を有しない。流
量計50および圧力計54は、空気サンプリング回路の流量
計44および圧力計46と同一である。バルブ52は、例え
ば、テフロン（商品名）から作られている。ウインド58
および60並びに遮蔽ウインド62は、例えば、石英から作
られている。
料は、検査すべき成分と化学的な親和力を有しない。流
量計50および圧力計54は、空気サンプリング回路の流量
計44および圧力計46と同一である。バルブ52は、例え
ば、テフロン（商品名）から作られている。ウインド58
および60並びに遮蔽ウインド62は、例えば、石英から作
られている。
例えば、色素レーザであるレーザ16は、狭いスペクト
ル幅を有し、検査すべき成分を選択的に励起することが
できる光ビームを放出する。チョッパ26は、光ビームを
変調する。このチョッパは、蛍光の同期検出を可能にす
る。
ル幅を有し、検査すべき成分を選択的に励起することが
できる光ビームを放出する。チョッパ26は、光ビームを
変調する。このチョッパは、蛍光の同期検出を可能にす
る。
レンズ64は、測定セル56に向かって光ビームをガイド
する光ファイバ66に光ビームをフォーカスする。光ファ
イバ66内の伝播の後、光ビームは、測定セル56内へレン
ズ68によってフォーカスされ、ウインド58を通過し、検
査すべき成分を励起する。
する光ファイバ66に光ビームをフォーカスする。光ファ
イバ66内の伝播の後、光ビームは、測定セル56内へレン
ズ68によってフォーカスされ、ウインド58を通過し、検
査すべき成分を励起する。
光ビームの全体的な吸収はない。つまり、光ビームの
吸収は、ほとんどの場合、たいしたことはない、といの
は、検査すべき成分は、それは、光ビームを吸収する唯
一の成分であるが、非常にわずかな濃度でしか存在しな
いからである。従って、光ビームは、測定セル56を通過
した後、第２のウインド60を通過する。
吸収は、ほとんどの場合、たいしたことはない、といの
は、検査すべき成分は、それは、光ビームを吸収する唯
一の成分であるが、非常にわずかな濃度でしか存在しな
いからである。従って、光ビームは、測定セル56を通過
した後、第２のウインド60を通過する。
光トラップ70は、寄生の光反射を引き起こすような測
定セル56内へ戻る光ビームを防ぐために、測定セル56を
通過した光ビームを完全に吸収する。
定セル56内へ戻る光ビームを防ぐために、測定セル56を
通過した光ビームを完全に吸収する。
光ビームによる励起の後、測定セル56内で循環してい
るガス状混合物に含まれている検査すべき成分は、蛍光
を生成する。その蛍光の一部は、遮蔽ウインド62を経て
外部へ放出される。
るガス状混合物に含まれている検査すべき成分は、蛍光
を生成する。その蛍光の一部は、遮蔽ウインド62を経て
外部へ放出される。
遮蔽ウインド62の近傍に設けられたレンズ72は、蛍光
を平行ビームにし、その平行ビームは、励起された光ビ
ームによって拡散された光のほとんど除去することを可
能にする干渉フィルタ74を通過する。
を平行ビームにし、その平行ビームは、励起された光ビ
ームによって拡散された光のほとんど除去することを可
能にする干渉フィルタ74を通過する。
レンズ76は、フィルタされた光ビームを光ファイバ内
へフォーカスする。光ファイバは、望ましくはマルチチ
ャンネルの分光計によって構成された蛍光の光強度を測
定する光強度測定手段80に向かってフィルタされた光ビ
ームをガイドする。マルチチャンネルの分光計は、波長
の関数として光ビームを広げる分散的な素子を有してい
る。広げられた光ビームは、各フォトダイオードが狭い
波長範囲に対応するフォトダイオードアレイによって検
出される。
へフォーカスする。光ファイバは、望ましくはマルチチ
ャンネルの分光計によって構成された蛍光の光強度を測
定する光強度測定手段80に向かってフィルタされた光ビ
ームをガイドする。マルチチャンネルの分光計は、波長
の関数として光ビームを広げる分散的な素子を有してい
る。広げられた光ビームは、各フォトダイオードが狭い
波長範囲に対応するフォトダイオードアレイによって検
出される。
これにより、マルチチャンネルの分光計は、各波長範
囲に対応する光強度に比例した電気信号を同時に出力す
る。
囲に対応する光強度に比例した電気信号を同時に出力す
る。
検査すべき成分の蛍光の波長は知られているため、他
の波長の寄生の光、励起された光ビームの拡散から部分
的に残された光およびガス状混合物内に存在する他の成
分によって励起された寄生の蛍光を（注目している信号
を単に取り出すことにより電気的に）フィルタすること
は結果的に可能である。
の波長の寄生の光、励起された光ビームの拡散から部分
的に残された光およびガス状混合物内に存在する他の成
分によって励起された寄生の蛍光を（注目している信号
を単に取り出すことにより電気的に）フィルタすること
は結果的に可能である。
検査すべき成分の蛍光の光強度に対応した電気信号
は、マイクロコンピュータ等の処理手段82の入力に供給
される。処理手段82は、測定された光強度およびメモリ
に記憶された較正曲線に基づいて検査すべき成分の濃度
を測定する。
は、マイクロコンピュータ等の処理手段82の入力に供給
される。処理手段82は、測定された光強度およびメモリ
に記憶された較正曲線に基づいて検査すべき成分の濃度
を測定する。
後述するように、較正は、上述した空気測定回路を経
て実行される。この較正は、この濃度測定装置へのガス
状混合物の投入の最初に実行され、その後時々繰り返さ
れる。また、この濃度測定装置は、検査すべき成分の濃
度が予め設定されたしきい値を越えた時、処理手段82に
よって自動的に初期化される。この場合および時間を得
るために、完全な較正を繰り返すことなく、単に一つの
特別な操作ポイントを制御することは可能である。こう
して、測定の信頼度は、「測定」モードから「較正」モ
ードへの移行は、あとでわかるように、簡単で高速であ
るので、事実上即座に制御される。
て実行される。この較正は、この濃度測定装置へのガス
状混合物の投入の最初に実行され、その後時々繰り返さ
れる。また、この濃度測定装置は、検査すべき成分の濃
度が予め設定されたしきい値を越えた時、処理手段82に
よって自動的に初期化される。この場合および時間を得
るために、完全な較正を繰り返すことなく、単に一つの
特別な操作ポイントを制御することは可能である。こう
して、測定の信頼度は、「測定」モードから「較正」モ
ードへの移行は、あとでわかるように、簡単で高速であ
るので、事実上即座に制御される。
較正は、既知の濃度および測定された実際の圧力を有
するガス状較正混合物に含まれ、かつ、検査すべき成分
と同一の成分によって放出された蛍光の光強度を測定す
ることからなっている。様々な測定は、これらの異なっ
たパラメータを変更することにより実行され、較正曲線
は、マイクロコンピュータ内のメモリに記憶される。２
つの曲線の間の中間値は、推定される。
するガス状較正混合物に含まれ、かつ、検査すべき成分
と同一の成分によって放出された蛍光の光強度を測定す
ることからなっている。様々な測定は、これらの異なっ
たパラメータを変更することにより実行され、較正曲線
は、マイクロコンピュータ内のメモリに記憶される。２
つの曲線の間の中間値は、推定される。
較正測定を実行するために、空気サンプリング回路
は、メインダクト10から分離され、バイパスによって空
気較正回路に接続される。空気較正回路は、例えば、テ
フロン（商品名）からなる３つのバルブ42、86および88
を具備し、この空気較正回路に接続された処理手段82に
よって手動あるいは自動で制御される。分離バルブ42
は、メインダクト10から空気サンプリング回路の取り入
れ口を分離することを可能にする。
は、メインダクト10から分離され、バイパスによって空
気較正回路に接続される。空気較正回路は、例えば、テ
フロン（商品名）からなる３つのバルブ42、86および88
を具備し、この空気較正回路に接続された処理手段82に
よって手動あるいは自動で制御される。分離バルブ42
は、メインダクト10から空気サンプリング回路の取り入
れ口を分離することを可能にする。
空気較正回路は、既知の濃度であり、かつその濃度が
任意に変更できる上述した成分を含んだガス状較正混合
物を供給する手段を有している。第２図に具体的に示す
ように、上述した手段は、極低温交換器90から構成され
ている。
任意に変更できる上述した成分を含んだガス状較正混合
物を供給する手段を有している。第２図に具体的に示す
ように、上述した手段は、極低温交換器90から構成され
ている。
バルブ42が空気サンプリング回路をメインダクト10か
ら分離した時、バルブ86は開かれ、ガス状混合物、例え
ば、貯蔵器に圧縮されて入れられた大気、アルゴンある
いは窒素から選ばれたものが放出される。放出されたガ
スは、密封されたコンテナ内に含まれている低温流体96
に浸されたダクト94内を循環する。密封されたコンテナ
内において、低温流体96の温度は、低温流体96に浸さ
れ、処理手段82によって制御される電源100に接続され
たサーミスタ98の温度によって測定される。低温流体96
の温度は、−100〜＋10℃の間変化する。
ら分離した時、バルブ86は開かれ、ガス状混合物、例え
ば、貯蔵器に圧縮されて入れられた大気、アルゴンある
いは窒素から選ばれたものが放出される。放出されたガ
スは、密封されたコンテナ内に含まれている低温流体96
に浸されたダクト94内を循環する。密封されたコンテナ
内において、低温流体96の温度は、低温流体96に浸さ
れ、処理手段82によって制御される電源100に接続され
たサーミスタ98の温度によって測定される。低温流体96
の温度は、−100〜＋10℃の間変化する。
コンテナ内において、ダクト94は、検査すべき成分と
同一の成分の結晶102を含んだ螺旋状の部分を有してい
る。結晶の蒸気張力は公知であり、従って、低温流体96
の温度を簡単に変更することによってダクト96内を流れ
ているガス状混合物内のガス状成分の濃度を任意にかつ
既知の方法で変更することは可能である。
同一の成分の結晶102を含んだ螺旋状の部分を有してい
る。結晶の蒸気張力は公知であり、従って、低温流体96
の温度を簡単に変更することによってダクト96内を流れ
ているガス状混合物内のガス状成分の濃度を任意にかつ
既知の方法で変更することは可能である。
ダクト94は、空気サンプリング回路に接続されてお
り、バルブ42が閉じられ、バルブ86および88が開かれた
時、既知の成分および濃度を有するガス状較正混合物
は、空気サンプリング回路および空気測定回路内に流さ
れる。
り、バルブ42が閉じられ、バルブ86および88が開かれた
時、既知の成分および濃度を有するガス状較正混合物
は、空気サンプリング回路および空気測定回路内に流さ
れる。
これにより、較正曲線は、濃度を測定する装置として
用いられる同じ測定装置の助けをかりて異なった濃度で
得られる。このことは、どんなセッティングの困難性お
よび不正確さをも除去する。
用いられる同じ測定装置の助けをかりて異なった濃度で
得られる。このことは、どんなセッティングの困難性お
よび不正確さをも除去する。
「測定」モードへ戻ることは、バルブ86および88を閉
め、バルブ42を開けることによってなされる。
め、バルブ42を開けることによってなされる。
この発明による濃度測定装置は、高い感度を有し、極
めて低い濃度を測定することを可能にする。あるしきい
値を越えたことを自動的に確認する測定は、信頼でき、
アラームデバイスをトリガすることを可能にする。ま
た、熱分解器は、一つの化合物に正常に含まれており、
かつ、検査すべき成分の濃度を測定することも可能にす
る。上述した測定は、通常実行されない。
めて低い濃度を測定することを可能にする。あるしきい
値を越えたことを自動的に確認する測定は、信頼でき、
アラームデバイスをトリガすることを可能にする。ま
た、熱分解器は、一つの化合物に正常に含まれており、
かつ、検査すべき成分の濃度を測定することも可能にす
る。上述した測定は、通常実行されない。
尚、この発明は、上述した具体例に限定されないこと
およびそのすべての変形例をカバーしていないことは明
らかである。
およびそのすべての変形例をカバーしていないことは明
らかである。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、濃度測定と
較正とを異なる時間に同一の測定セルを用いて実行する
ことができるという効果がある。
較正とを異なる時間に同一の測定セルを用いて実行する
ことができるという効果がある。
また、較正は、規則的な間隔で実行することができ
る。しかし、加えて、「測定」モードから「較正」モー
ドへの急速で簡単な推移の結果として、ある濃度でしき
い値が越えることがありうる。
る。しかし、加えて、「測定」モードから「較正」モー
ドへの急速で簡単な推移の結果として、ある濃度でしき
い値が越えることがありうる。
このため、測定装置の操作は制御され、信頼できる測
定は、任意にアラームを発することを許す。
定は、任意にアラームを発することを許す。
この発明による濃度測定装置の感度は、非常に低い濃
度で放出される成分を検査することを可能にする。
度で放出される成分を検査することを可能にする。
第１図は従来のガス状混合物の濃度測定装置の構成例を
示す概略図、第２図はこの発明の一実施例によるガス状
混合物の濃度測定装置の構成を示す概略図である。 10……メインダクト、16……レーザ、26……チョッパ、
40,59……吸上げポンプ、42,52,86,88……バルブ、44,5
0……流量計、46,54……圧力計、48……熱分解器、56…
…測定セル、58,60……ウインド、62……遮蔽ウイン
ド、64,68,72,76……レンズ、66,78……光ファイバ、70
……光トラップ、74……干渉フィルタ、80……光強度測
定手段、82……処理手段、90……コンテナ、92……貯蔵
器、94……ダクト、96……低温流体、98……サーミス
タ、100……電源、102……結晶。
示す概略図、第２図はこの発明の一実施例によるガス状
混合物の濃度測定装置の構成を示す概略図である。 10……メインダクト、16……レーザ、26……チョッパ、
40,59……吸上げポンプ、42,52,86,88……バルブ、44,5
0……流量計、46,54……圧力計、48……熱分解器、56…
…測定セル、58,60……ウインド、62……遮蔽ウイン
ド、64,68,72,76……レンズ、66,78……光ファイバ、70
……光トラップ、74……干渉フィルタ、80……光強度測
定手段、82……処理手段、90……コンテナ、92……貯蔵
器、94……ダクト、96……低温流体、98……サーミス
タ、100……電源、102……結晶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルナール レミィ フランス国 78120 ソンチャンプ レ ミュールゲール エヌ 15 (72)発明者 チェリー ベルソー フランス国 75003 パリ リュ サン マルチン 184 (56)参考文献 特開 昭50−57297（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−111738（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−63833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−46994（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/62 - 21/74 ＪＯＩＳ
Claims (3)
- 【請求項１】吸上げポンプ（40）を有し、その入口と出
口とがメインダクト（10）に接続された空気サンプリン
グ回路と、 既知の流量および圧力でガス状混合物を循環させること
に適した測定セル（56）と、吸上げポンプ（59）とを有
し、一端が前記空気サンプリング回路に接続され、他端
が前記メインダクト（10）に接続され、前記ガス状混合
物が前記空気サンプリング回路によって吸い上げられて
前記メインダクト（10）へ放出される空気測定回路と、 任意に可変できる既知の濃度で検査すべき成分を含んだ
ガス状較正混合物を供給するガス状較正混合物供給手段
（20）を有し、前記メインダクト（10）から前記空気サ
ンプリング回路を分離できるバイパスによって前記空気
サンプリング回路に接続され、前記ガス状較正混合物が
前記空気測定回路へ流れる空気較正回路と、 前記測定セル（56）内部で前記成分の蛍光を誘発させる
蛍光誘発手段と、 前記蛍光の光強度を測定して前記蛍光の光強度に応じた
電気信号を出力する光強度測定手段（80）と、 前記ガス状較正混合物が前記空気測定回路内を流れる時
に行われる較正測定に基づいて前記メインダクト（10）
内を流れる前記混合物に含まれている前記成分の濃度を
測定するために、前記光強度測定手段（80）の出力にそ
の入力が接続され、前記電気信号を処理する処理手段
（82）と、を具備し、 前記ガス状較正混合物供給手段（90）は、検査すべき成
分と同一成分の化合物を含んだダクトを有する極低温交
換器を具備することを特徴とするガス状混合物の濃度測
定装置。 - 【請求項２】前記空気サンプリング回路は、熱分解器
（48）を具備することを特徴とする請求項１記載のガス
状混合物の濃度測定装置。 - 【請求項３】既に前記空気測定セル（56）を縦に通過し
た光ビームが前記測定セル（56）に戻ることを防ぐ光ト
ラップ（70）を具備することを特徴とする請求項１記載
のガス状混合物の濃度測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8913778A FR2653559B1 (fr) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | Dispositif pour la determination, par fluorescence moleculaire, de la concentration d'un composant a surveiller dans un melange gazeux en circulation. |
| FR8913778 | 1989-10-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140843A JPH03140843A (ja) | 1991-06-14 |
| JP3009445B2 true JP3009445B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=9386622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2281683A Expired - Lifetime JP3009445B2 (ja) | 1989-10-20 | 1990-10-19 | ガス状混合物の濃度測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009445B2 (ja) |
| FR (1) | FR2653559B1 (ja) |
| GB (1) | GB2237633B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK66992D0 (da) * | 1992-05-21 | 1992-05-21 | Faxe Kalkbrud Aktieselskabet | Sensor |
| DE4344235C2 (de) * | 1993-12-23 | 1997-01-30 | Aero Laser Ges Fuer Gasanalyti | Vorrichtung zur Messung der Konzentration einer Substanz, insbesondere Peroxid, in einer gasförmigen oder flüssigen Probe mittels enzymatischer Fluoreszenz |
| DE4411441C2 (de) * | 1994-03-31 | 2003-07-31 | Perkin Elmer Bodenseewerk Zwei | Atomabsorptionsspektrometer |
| JP3697552B2 (ja) | 2001-11-05 | 2005-09-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 単一波長レーザ誘起蛍光法による大気中二酸化窒素濃度測定方法及びそれを利用した二酸化窒素濃度測定装置 |
| CN103558154B (zh) * | 2013-11-18 | 2015-09-23 | 广州赛宝计量检测中心服务有限公司 | 一种旋转伸缩式分析样品盒及分析样品 |
| CN105928697B (zh) * | 2016-06-17 | 2019-06-11 | 上海新力动力设备研究所 | 一种燃气阀响应时间测量装置与方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4188120A (en) * | 1978-01-06 | 1980-02-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Radioiodine detector based on laser induced fluorescence |
| US4496839A (en) * | 1982-11-03 | 1985-01-29 | Spectral Sciences Incorporated | System and method for remote detection and identification of chemical species by laser initiated nonresonant infrared spectroscopy |
| FR2561777B1 (fr) * | 1984-03-20 | 1986-07-25 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'analyse de 129i2, notamment dans des effluents gazeux d'usines de retraitement de combustible nucleaire |
| DE3619301A1 (de) * | 1986-06-07 | 1987-12-10 | Ruhrgas Ag | Verfahren und einrichtung zur messung der aldehydkonzentration in abgasen |
-
1989
- 1989-10-20 FR FR8913778A patent/FR2653559B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-08 GB GB9021794A patent/GB2237633B/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-19 JP JP2281683A patent/JP3009445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2237633A (en) | 1991-05-08 |
| FR2653559A1 (fr) | 1991-04-26 |
| GB9021794D0 (en) | 1990-11-21 |
| GB2237633B (en) | 1993-03-31 |
| JPH03140843A (ja) | 1991-06-14 |
| FR2653559B1 (fr) | 1993-07-16 |
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Legal Events
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