JP3174710B2 - ガス分析計 - Google Patents

ガス分析計

Info

Publication number
JP3174710B2
JP3174710B2 JP7059395A JP7059395A JP3174710B2 JP 3174710 B2 JP3174710 B2 JP 3174710B2 JP 7059395 A JP7059395 A JP 7059395A JP 7059395 A JP7059395 A JP 7059395A JP 3174710 B2 JP3174710 B2 JP 3174710B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
infrared
cell
reflection
measurement
transmission
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
JP7059395A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0829346A (ja
Inventor
重之 秋山
雅彦 藤原
卓司 生田
直仁 清水
有利 米田
敏和 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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 Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
Priority to JP7059395A priority Critical patent/JP3174710B2/ja
Priority to DE19601873A priority patent/DE19601873C2/de
Publication of JPH0829346A publication Critical patent/JPH0829346A/ja
Priority to US08/606,071 priority patent/US5773828A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3174710B2 publication Critical patent/JP3174710B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はガス分析計に関し、特
に、セル長が互いに異なる場合を含む複数のセルを連通
部を介して順次連通して単一のガス経路を構成し、２以
上の測定成分を同時に高い精度で検出できる新規な非分
散形赤外線ガス分析計（Ｎｏｎ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ
Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ：以下、ＮＤＩ
Ｒという）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＮＤＩＲの測定にはランベルト・ベール
の法則が適用される。下記（１）式に示される同法則に
よれば、セル長が一定であるとすれば、吸収係数が大き
い成分になればなるほど、あるいは、測定成分の濃度が
高くなるほど、検量線に曲がりが生じる。また、測定成
分の濃度が一定であれば、セル長が長くなるほど、検量
線の曲がりが大きくなる。 Ｉ＝Ｉ0 ・ｅｘｐ（−μ・ｃ・Ｌ） ……（１） Ｉ0 ：入射光強度、ｃ：測定成分の濃度（セル中で吸収
された赤外線の量）、μ：測定成分固有の吸収係数、
Ｉ：透過光強度、Ｌ：セル長
【０００３】そこで、ＮＤＩＲ分析計では、このような
曲がりを近似式にてリニアライズしているのであるが、
演算の精度等により限界がある。一方、セル長Ｌを長く
すればするほど感度が高くなることから、感度と曲がり
を考慮してセル長Ｌが決定される。しかるに、測定成分
とその濃度によって適合するセル長Ｌが異なるという厄
介な問題がある。この問題は、上述したリニアライズで
対応しているのであるが、補正しきれない場合には、セ
ル長Ｌを変化させなければならない。
【０００４】例えば、電力会社等で使用される重油ボイ
ラーでは、測定成分の１つであるＮＯX 規制等により、
ＮＯX 成分をある一定濃度以下に抑えるように脱硝措置
が採られているが、例えばＮＯX 排出濃度を約２０〜３
０ｐｐｍに抑える場合には、０〜５０ｐｐｍのＮＯX 測
定範囲が必要とされる。また、ＣＯ2 の濃度は燃焼状態
により変動するが、ボイラー稼動時は１４％程度であ
り、通常、０〜２０％のＣＯ2 測定範囲が必要とされ
る。
【０００５】従って、排出濃度が約２０〜３０ｐｐｍに
抑えられたＮＯX を測定するためのＮＯX 計と、約１４
％の濃度のＣＯ2 を測定するためのＣＯ2 計とでは、セ
ル長が大きく異なる。例えば、煙道分析計では、ＮＯX
測定のためにセル長を６０ｍｍに設定して排出濃度約２
０〜３０ｐｐｍのＮＯX を測定しており、また、ＣＯ2
測定のためにセル長を１ｍｍに設定して約１４％の濃度
のＣＯ2 を測定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、２成分の
濃度が異なる場合、適合するセル長が異なることから、
各々の測定成分において、吸収強度、検出方式、測定濃
度が大きく異なる場合には、単一セルでは対応できなか
った。これを回避するために、従来では、２成分をそれ
ぞれ２つのベンチにて測定しており、そのために、各ベ
ンチごとに測定成分に対応するセル長Ｌを有する単一セ
ルを必要とすることから、複数の測定セルが必要とさ
れ、ガス導入路（ガス経路）も複数路必要となり、構成
が複雑になるという問題があった。
【０００７】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、高精度に多成分測定を行うことができる構成
簡易なガス分析計を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、請求項１に記載の発明では、例えば図１（または図
２）に示すように、セル長が互いに異なる場合を含む複
数の測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガ
ス経路を構成してあるガス分析計であって、光源１に隣
接させて赤外透過・反射手段１００を設け、その赤外透
過・反射手段１００の赤外透過側と赤外反射側にそれぞ
れ前記連通部で連通されている少なくとも一組の測定セ
ル３，７を前記赤外透過・反射手段１００に隣接させて
設けるとともに、前記測定セルにそれぞれ対応する赤外
線検出器５，９を設けたことを特徴としている。
【０００９】請求項２に記載の発明では、例えば図３に
示すように、セル長が互いに異なる場合を含む複数の測
定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経路
を構成してあるガス分析計にあって、光源１に隣接させ
て第１の赤外透過・反射手段１００を設け、その第１の
赤外透過・反射手段１００の赤外透過側と赤外反射側に
それぞれ前記連通部２１で連通されている第１の測定セ
ル３および第２の測定セル７を設け、前記第１の測定セ
ル３と、その第１の測定セル３と対応する第１の赤外線
検出器５との間に第２の赤外透過・反射手段３００を設
けるとともに、その第２の赤外透過・反射手段３００の
赤外反射側に第３の赤外線検出器１２を設ける一方、前
記第２の測定セル７に対応する第２の赤外線検出器９を
設けてなることを特徴としている。
【００１０】請求項３に記載の発明では、例えば図４に
示すように、請求項２に記載の発明における第１の赤外
透過・反射手段３００の赤外反射側と第３の赤外線検出
器１２との間に第３の測定セル２３を介在させてなるこ
とを特徴としている。
【００１１】請求項４に記載の発明では、例えば図５に
示すように、セル長が互いに異なる場合を含む複数の測
定セルを連通部を介して順次連通して単一のガス経路を
構成してあるガス分析計にあって、光源１に隣接させて
第１の赤外透過・反射手段１００と、その第１の赤外透
過・反射手段１００の赤外透過側に第２の赤外透過・反
射手段３００を連設するとともに、その第２の赤外透過
・反射手段３００の赤外透過側に第１の測定セル３とそ
の第１の測定セル３に対応する第１の赤外線検出器５を
設けるとともに、前記第１の赤外透過・反射手段１００
の赤外反射側に第２の測定セル７とその第２の測定セル
７と対応する第２の赤外線検出器９を設け、かつ前記第
２の赤外透過・反射手段３００の赤外反射側に第３の測
定セル４７とその第３の測定セル４７と対応する第３の
赤外線検出器１２を設けてなることを特徴としている。
【００１２】請求項５に記載の発明では、例えば図６に
示すように、セル長が互いに異なる場合を含む複数の測
定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経路
を構成してあるガス分析計にあって、光源１と第１の赤
外透過・反射手段１００との間に第１の測定セル３を設
け、その第１の赤外透過・反射手段１００の赤外透過側
に第２の赤外透過・反射手段３００を設けるとともに、
その第２の赤外透過・反射手段３００の赤外透過側に第
１の赤外線検出器５を設ける一方、前記第１の赤外透過
・反射手段１００の赤外反射側に、第２の測定セル７と
その第２の測定セル７と対応する第２の赤外線検出器９
を設け、かつ前記第２の赤外透過・反射手段３００の赤
外反射側に、第３の測定セル４７とその第３の測定セル
４７に対応する第３の赤外線検出器１２を設けてなるこ
とを特徴としている。
【００１３】請求項６に記載の発明では、例えば図７に
示すように、セル長が互いに異なる場合を含む複数の測
定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経路
を構成してあるガス分析計にあって、光源１に隣接させ
て第１の赤外透過・反射手段１００を設け、その第１の
赤外透過・反射手段１００の赤外透過側に、第１の測定
セル３を介して第２の赤外透過・反射手段３００を設
け、その第２の赤外透過・反射手段３００の赤外透過側
と赤外反射側とにそれぞれ第１の赤外線検出器５と第３
の赤外線検出器１２とを設ける一方、前記第１の赤外透
過・反射手段１００の赤外反射側に、第２の測定セル７
７を介して第３の赤外透過・反射手段を設け、その第３
の赤外透過・反射手段３００の赤外透過側と赤外反射側
とに、それぞれ第２の赤外線検出器９と、第４の赤外線
検出器４１とを設けてなることを特徴としている。
【００１４】請求項７に記載の発明では、例えば図１１
に示すように、セル長が互いに異なる場合を含む複数の
測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経
路を構成してあり、かつ比較セルを有する光断続式のガ
ス分析計にあって、光源１に隣接させた光断続器Ｃと、
二室受光式の赤外線検出器Ｍとの間に、比較セルＲと第
１の赤外透過・反射手段Ｂ1 および第１の測定セル３と
第２の赤外透過・反射手段Ｂ2 が並列に設けられ、前記
第２の赤外透過・反射手段Ｂ2 の赤外反射側に第１の赤
外線検出器５を設ける一方、前記第１の赤外透過・反射
手段Ｂ1 の赤外反射側に前記第１の測定セル３と連通さ
れた第２の測定セル７を介して第２の赤外線検出器９を
設けてなることを特徴としている。
【００１５】請求項８に記載の発明では、図１２に示す
ように、請求項７に記載の発明における第２の赤外透過
・反射手段Ｂ2 と第１の測定セル３との間に第３の赤外
透過・反射手段Ｂ3 を配置し、かつ、その第３の赤外透
過・反射手段Ｂ3 の赤外反射側に前記第１の測定セル３
と連通する第３の測定セル２３をそれぞれ配置するとと
もに、その第３の測定セル２３と対応する第３の赤外線
検出手段１２を設けてなることを特徴としている。
【００１６】請求項９に記載の発明では、例えば図１３
に示すように、請求項７または請求項８に記載の発明に
おける光断続器Ｃと比較セルＲとの間に、少なくとも一
対の赤外透過・反射手段Ｂ4 ，Ｂ5 を設け、その一方の
赤外透過・反射手段Ｂ4 の赤外反射側に第２の比較セル
Ｒ1 を設けるとともに、他方の赤外透過・反射手段Ｂ5
の赤外反射側に前記第１の測定セル３および第２の測定
セル７と連通する第３の測定セル２３を設け、かつその
第２の比較セルＲ1 と第３の測定セル２３とに対応する
二室受光式の別の赤外線検出器Ｍ1 を設けてなることを
特徴としている。
【００１７】請求項１０に記載の発明では、例えば図１
４に示すように、セル長が互いに異なる場合を含む複数
の測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス
経路を構成してあり、かつ比較セルを有する光断続式の
ガス分析計にあって、光源１に隣接させた光断続器Ｃ
と、二室受光式の赤外線検出器Ｍとの間に、互いに直列
に隣接配置した第１の赤外透過・反射手段Ｂ1 、比較セ
ルＲおよび第２の赤外透過・反射手段Ｂ2 と、互いに直
列に隣接配置した第３の赤外透過・反射手段Ｂ3、第１
の測定セル３および第４の赤外透過・反射手段Ｂ4 とを
並列に設け、前記第１の赤外透過・反射手段Ｂ1 、第２
の赤外透過・反射手段Ｂ2 および第３の赤外透過・反射
手段Ｂ3 の各赤外反射側に、前記第１の測定セル３とそ
れぞれ連通する第２の測定セル７、第３の測定セル２３
および第４の測定セル３７と、各測定セルに対応する第
２の赤外線検出器９、第３の赤外線検出器１２および第
４の赤外線検出器３２を設けてなることを特徴としてい
る。
【００１８】請求項１１に記載の発明では、例えば図１
５に示すように、請求項１０に記載の発明における第１
の測定セル３に隣接配置された第４の赤外透過・反射手
段Ｂ4 の赤外反射側に前記第１の測定セル３に連通する
第５の測定セル４７と、その第５の測定セル４７と対応
する第５の赤外線検出器３４とを設けたことを特徴とし
ている。
【００１９】請求項１２に記載の発明では、例えば図１
５に示すように、請求項１０または請求項１１に記載の
発明における第４の赤外透過・反射手段Ｂ4 と第１の測
定セル３との間に１つもしくは複数の赤外透過・反射手
段Ｂ5 を隣接させて配置し、かつその赤外透過・反射手
段Ｂ5 の赤外反射側に、前記第１の測定セル３と連通す
る測定セル５７を配置するとともに、その測定セル５７
と対応する赤外線検出手段４４を設けてなることを特徴
としている。
【００２０】なお、上述の各請求項に記載の「測定セ
ル」、「赤外透過・反射手段」および「赤外線検出器」
の名称と符号は、構成内容を統一ないしは特定するもの
ではなく、同一名称・同一符号間で構成内容が異なる場
合も含まれるものとする。
【００２１】請求項１３に記載の発明では、請求項１な
いし請求項１２のいずれかに記載の発明における赤外透
過・反射手段が、赤外の波長を分光する光学フィルタで
あることを特徴としている。
【００２２】請求項１４に記載の発明では、請求項１な
いし請求項１２のいずれかに記載の発明における赤外透
過・反射手段が、赤外の光量を分割するハーフミラーま
たはビームスプリッターであることを特徴としている。
【００２３】
【作用】セル長が互いに異なる場合を含む複数のセルを
連通部を介して順次連通させて単一のガス経路を構成し
てあるガス分析計にあって、それら各セルと赤外透過・
反射手段および赤外線検出器とを組み合わせることによ
り、流体変調（ガス変調）方式または光断続方式のいず
れをも単一のガス経路で構成簡易に形成することがで
き、高精度に多成分測定をおこなうことができる。
【００２４】
【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照しな
がら説明する。図１は、セル長（Ｌ2 ）が６０ｍｍのＮ
ＯX 測定セルおよびセル長（Ｌ1 ）が１ｍｍのＣＯ2 測
定セルを単一のガス経路で連通させた２成分測定用のガ
ス分析計（ＮＤＩＲ）２０を示す。同図にて、セル長Ｌ
1 ，Ｌ2 が互いに異なる複数の測定セル７（第２の測定
セル），３（第１の測定セル）を連通部２１を介して連
通して単一のガス経路を構成してあり、光源１に、赤外
の波長を分光する赤外透過・反射手段としてのカットオ
ンフィルタ（光学フィルタ）１００を隣接し、光学フィ
ルタ１００の赤外透過側と赤外反射側にそれぞれ連通部
２１で連通されているセル長Ｌ2 のＮＯX 測定セル３お
よびセル長Ｌ1 のＣＯ2 測定セル７とコンデンサマイク
ロホン（ＮＯX 用赤外線検出器）５および焦電形検出器
（ＣＯ2 用赤外線検出器）９を設けてある。なお、本実
施例では、測定セル３，７に対して、サンプルガス３０
と図示しないリファレンスガスとが交互に供給される流
体変調（ガス変調）方式を採用している。
【００２５】ちなみに、本実施例ではカットオンフィル
タ１００は、干渉成分ガスを封入してなるガスフィルタ
セル２２に内蔵されているが、必ずしも干渉成分ガスを
封入する必要はなく、適宜設定し得る。
【００２６】以下、測定動作について説明する。サンプ
ルガス３０（またはリファレンスガス）は、測定セル７
から連通部２１を通り測定セル３に流れる。なお、サン
プルガス３０の流れる方向は逆であってもよい。一方、
光源１から出射した赤外光Ａは、図８に曲線Ｐで示す吸
光度特性を有するカットオンフィルタ１００により、反
射光Ａ1 （λ1 ）と透過光Ａ2 （λ2 ）に分けられる。
すなわち、反射光Ａ1（λ1 ）はＣＯ2 の吸収波長ａ
（≒４．３μｍ）以下の短い波長λ1 （≦ａ）を有し、
カットオンフィルタ１００を透過した透過光Ａ
2 （λ2 ）は、それ以外の波長λ2 （＞ａ）を有する。
【００２７】この透過光Ａ2 においては、一端側に設け
られたＣａＦ2 窓２を介してセル長Ｌ2 が６０ｍｍのＮ
ＯX 測定セル３を通過する間にその測定セル３内の測定
成分ガスが赤外線を吸収し、他端側に設けられたＣａＦ
2 窓４を介して、図８に曲線Ｑで示す吸光度特性を有す
るＮＯバンドパスフィルタ４００により、ＮＯX ガス中
の吸収波長ｂ（≒５．３μｍ）のみが透過してＮＯX 検
出器５に至る。一方、反射光Ａ1 は、ＣａＦ2 窓６を介
してＣＯ2 測定セル７を通過し、測定成分ガスによる吸
収が行われた後、ＣａＦ2 窓８を介して、図９に曲線Ｒ
で示す吸光度特性を有するＣＯ2 バンドパスフィルタ２
００により、ＣＯ2 ガスの吸収波長ａ（≒４．３μｍ）
のみが透過してＣＯ2 検出器９に至る。
【００２８】このように本実施例では、測定成分（ＮＯ
とＣＯ2 ）毎にそれぞれ適合するセル長Ｌ2 ，Ｌ1 を有
する２つの測定セル３，７を設け、かつ、これら各測定
セル３，７を連通させて単一のガス経路を構成する一
方、光源１側にカットオンフィルタ１００を設け、該カ
ットオンフィルタ１００の赤外透過側と赤外反射側にそ
れぞれ連通部２１で連通されている上記各測定セル３，
７を配置し、その各測定セル３，７毎に検出器５，９を
設けたので、適合するセル長Ｌ2 ，Ｌ1 の異なる２測定
成分（ＮＯX とＣＯ2 ）を単経路のみで高精度に測定で
きる。
【００２９】図２は、光源１とガスフィルタセル２２間
に光源１からの赤外光を断続させる回転チョッパ（光断
続器）Ｃを設けた光断続（光変調）方式のＮＤＩＲ２０
で、上記第１実施例と同様の２成分測定を行うようにし
たもので、この発明の第２実施例を示す。なお、符号３
３はＮ2 などの不活性ガスが封入されている比較セルで
あって、この比較セル３３内では光源１からの赤外光は
吸収されずに常に一定光量が二室受光式の赤外線検出器
５に到達する。したがって、測定セル３と比較セル３３
の入射赤外線量に差が生じ、しかもこの両赤外線は回転
チョッパ３２で断続されているので、赤外線検出器５内
のコンデンサマイクロホンが振動する。この振動による
静電容量の変化を取り出せば、それをＮＯX ガス濃度の
信号として処理できる。
【００３０】図３は第３の実施例を示し、光源１側に第
１の赤外透過・反射手段としての赤外の波長を分光する
カットオンフィルタ１００を設け、該第１光学フィルタ
１００の赤外透過側と赤外反射側にそれぞれ連通部２１
で連通されているセル長Ｌ2が６０ｍｍのＮＯX 測定セ
ル３およびセル長Ｌ1 が１ｍｍのＣＯ2 測定セル７とＮ
ＯX 用赤外線検出器５およびＣＯ2 用赤外線検出器９を
設け、更に、ＮＯX 測定セル３とＮＯX 用赤外線検出器
５間に第２の赤外透過・反射手段としてのＮＯX バンド
パスフィルタ３００を設け、かつ、ＮＯX 用赤外線検出
器５をＮＯX バンドパスフィルタ３００の赤外透過側に
設ける一方、ＮＯX バンドパスフィルタ３００の赤外反
射側にＳＯ2 用赤外線検出器１２を設けて３成分（Ｎ
Ｏ，ＣＯ2およびＳＯ2 ）測定を行うようにしたもので
ある。なお、本実施例ではＮＯX バンドパスフィルタ３
００は、干渉成分ガスを封入してなるガスフィルタセル
２４に内蔵されているが、必ずしも干渉成分ガスを封入
する必要はなく、適宜設定し得る。なお、本実施例から
第７の実施例までは、上記第１実施例の場合と同様に流
体変調方式のＮＤＩＲ２０を使用している。
【００３１】以下、測定動作について説明する。図３に
て、３成分（ＮＯ，ＣＯ2 およびＳＯ2 ）測定について
説明する。本実施例の特徴は、図１、図２で示した第
１，２実施例における透過光Ａ2 （λ2 ）を反射光Ａ3
（λ3 ）と透過光Ａ4 （λ4 ）に分け、反射光Ａ3 （λ
3 ）および透過光Ａ4 をそれぞれＳＯ2 用赤外線検出器
１２およびＮＯX 用赤外線検出器５に入射させるため
に、図１０に曲線Ｔで示す吸光度特性を有するＮＯX バ
ンドパスフィルタ（反射スペクトル）３００を用いた点
にある。すなわち、サンプルガス３０（またはリファレ
ンスガス）は、測定セル７から連通部２１を通り測定セ
ル３に流れる。なお、サンプルガス３０の流れる方向は
逆であってもよい。
【００３２】上述の透過光Ａ2 （λ2 ）がＮＯバンドパ
スフィルタ（反射スペクトル）３００により、反射光Ａ
3 （λ3 ）と透過光Ａ4 （λ4 ）に分けられる。すなわ
ち、透過光Ａ4 （λ4 ）は、図１０における領域Ｆで示
す範囲の波長λ4 （ｂ−Δｂ≦λ4 ≦ｂ＋Δｂ）を有
し、ＮＯバンドパスフィルタ（反射スペクトル）３００
を反射した反射光Ａ3 （λ3 ）は、それ以外の波長λ3
（ａ＜λ3 ＜ｂ−Δｂ，ｂ＋Δｂ＜λ3 ）を有する。そ
して、この透過光Ａ4 においては、ＮＯバンドパスフィ
ルタ（反射スペクトル）３００の一端側に設けられたＣ
ａＦ2 窓１０を介して、図８に曲線Ｑで示す特性を有す
るＮＯバンドパスフィルタ４００により、ＮＯガスの吸
収波長ｂ（＝５．３μｍ）のみが透過してＮＯ検出器５
に至る。一方、反射光Ａ3 は、ＣａＦ2 窓１１を介し
て、図１０に曲線Ｖで示す特性を有するＳＯ2 バンドパ
スフィルタ５００により、ＳＯ2 ガスの吸収波長ｃ（＝
７．３μｍ）のみが透過してＳＯ2 検出器１２に至る。
【００３３】図４は第４の実施例を示し、第２光学フィ
ルタ３００の赤外反射側に補助の測定セル２３を設ける
ことにより、ＳＯ2 検出器１２の感度を向上させるよう
にしたもので、その測定セル２３を連通部２５を介して
測定セル３に連通させてある。これにより、セル長を上
記第３実施例の（Ｌ2 ）から（Ｌ2 ＋Ｌ3 ）にアップで
き、セル長を長く設定できることにより、ＳＯ2 検出器
１２の感度を上げることができる。
【００３４】図５は第５の実施例を示し、光源１側に隣
接させた第１の赤外透過・反射手段１００の一方（赤外
透過）側にＮＯX バンドパスフィルタ（第２の赤外透過
・反射手段）３００を設け、第１の赤外透過・反射手段
１００の他方（赤外反射）側に測定セル７および赤外線
検出器９を設けるとともに、第２の赤外透過・反射手段
３００の一方（赤外反射）側に連通部２６を介して測定
セル７に連通させた別の測定セル（第３の測定セル，セ
ル長Ｌ5 ）４７および赤外線検出器１２を設け、かつ、
第２の赤外透過・反射手段３００の他方（赤外透過）側
に連通部２７を介して測定セル４７に連通させた測定セ
ル３および赤外線検出器５を設けて３成分測定を行うよ
うにしたものである。なお、この実施例では、第１の赤
外透過・反射手段１００の一方側を赤外透過側に、第２
の赤外透過・反射手段３００の一方側を赤外反射側にそ
れぞれ設定したものを示したが、第１の赤外透過・反射
手段１００の一方側を赤外反射側に、第２の赤外透過・
反射手段３００の一方側を赤外透過側にそれぞれ設定し
たものであってもよい。
【００３５】図６は第６の実施例を示し、光源１側に測
定セル３および赤外線検出器５を設け、両者３，５間に
カットオンフィルタ（第１の赤外透過・反射手段）１０
０およびＮＯX バンドパスフィルタ（第２の赤外透過・
反射手段）３００を介装するとともに、該第２の赤外透
過・反射手段３００を第１の赤外透過・反射手段１００
の一方（赤外透過）側に直列に設け、かつ、赤外線検出
器５を第２の赤外透過・反射手段３００の一方（赤外透
過）側に設けるとともに、第１の赤外透過・反射手段１
００の他方（赤外反射）側に連通部２８を介して測定セ
ル３に連通される測定セル７および赤外線検出器９を設
け、更に、第２の赤外透過・反射手段３００の他方（赤
外反射）側に連通部２９を介して測定セル７に連通され
る測定セル（セル長Ｌ5 ）４７および赤外線検出器１２
を設けて３成分測定を行うようにしたものである。な
お、この実施例では、第１の赤外透過・反射手段１００
の一方側を赤外透過側に、第２の赤外透過・反射手段３
００の一方側を赤外透過側にそれぞれ設定したものを示
したが、第１の赤外透過・反射手段１００の一方側を赤
外反射側に、第２の赤外透過・反射手段３００の一方側
を赤外反射側にそれぞれ設定したものであってもよい。
【００３６】図７は第７の実施例を示し、図３に示した
第３実施例の流体変調方式のＮＤＩＲ２０に、第３の赤
外透過・反射手段としてのＣＯ2 バンドパスフィルタ２
００を付加して４成分（ＮＯ，ＣＯ2 ，ＳＯ2 およびＣ
Ｏ）測定を行うようにしたものである。
【００３７】この実施例においては、光源１側に赤外の
波長を分光するカットオンフィルタ（第１の赤外透過・
反射手段）１００を設け、カットオンフィルタ１００の
赤外透過側と赤外反射側にそれぞれ連通部２１で連通さ
れているセル長Ｌ2 が６０ｍｍのＮＯX 測定セル３およ
びセル長Ｌ4 が１ｍｍのＣＯ2 測定セル７７とＮＯX用
赤外線検出器５およびＣＯ2 用赤外線検出器９を設け、
更に、ＮＯX 測定セル３とＮＯX 用赤外線検出器５間に
ＮＯX バンドパスフィルタ（第２の赤外透過・反射手
段）３００を設け、かつ、ＮＯX 用赤外線検出器５をＮ
Ｏバンドパスフィルタ３００の赤外透過側に設ける一
方、ＮＯX バンドパスフィルタ３００の赤外反射側にＳ
Ｏ2 用赤外線検出器１２を設け、ＣＯ2 用赤外線検出器
９とＣＯ2 測定セル７７間に、図９に曲線Ｒで示す特性
を有するＣＯ2 バンドパスフィルタ２００を設け、ＣＯ
2 用赤外線検出器９をＣＯ2 バンドパスフィルタ２００
の赤外透過側に設けるとともに、ＣＯ2 バンドパスフィ
ルタ２００の赤外反射側にＣＯバンドパスフィルター６
００を介してＣＯ用赤外線検出器４１を設けてある。
【００３８】図１１〜図１５は、光断続式のＮＤＩＲ２
０のその他の実施例を示す。
【００３９】図１１は第８の実施例を示し、光源１に隣
接させた光断続器Ｃと、二室受光式の赤外線検出器Ｍと
の間に、比較セルＲと第１の赤外透過・反射手段Ｂ1 お
よび第１の測定セル３と第２の赤外透過・反射手段Ｂ2
を並列に設け、前記第２の赤外透過・反射手段Ｂ2 の赤
外反射側に第１の赤外線検出器５を設ける一方、前記第
１の赤外透過・反射手段Ｂ1 の赤外反射側に前記第１の
測定セル３と連通された第２の測定セル７を介して第２
の赤外線検出器９を設けている。
【００４０】図１２は第９の実施例を示し、第２の赤外
透過・反射手段Ｂ2 と第１の測定セル３との間に第３の
赤外透過・反射手段Ｂ3 を配置し、かつ、その第３の赤
外透過・反射手段Ｂ3 の赤外反射側に前記第１の測定セ
ル３と連通する第３の測定セル２３をそれぞれ配置する
とともに、その第３の測定セル２３と対応する第３の赤
外線検出手段１２を設けている。
【００４１】図１３は第１０の実施例を示し、光断続器
Ｃと比較セルＲとの間に、一対の赤外透過・反射手段Ｂ
4 ，Ｂ5 を設け、その一方の赤外透過・反射手段Ｂ4 の
赤外反射側に第２の比較セルＲ1 を設けるとともに、他
方の赤外透過・反射手段Ｂ5の赤外反射側に前記第１の
測定セル３および第２の測定セル７と連通する第３の測
定セル２３を設け、かつその第２の比較セルＲ1 と第３
の測定セル２３とに対応する二室受光式の別の赤外線検
出器Ｍ1 を設けるとともに、第１の測定セル３と二室受
光式の赤外線検出器Ｍとの間に２つの赤外透過・反射手
段Ｂ2 ，Ｂ3 を設け、その赤外反射側に第４、第５の測
定セル３７，４７および赤外線検出器３２，３４を配置
している。なお、この場合、サンプルガスは第４の測定
セル３７から第５、第１、第３、第２の測定セル７へと
流れるが、その逆方向でもよい。
【００４２】図１４は第１１の実施例を示し、光源１に
隣接させた光断続器Ｃと、二室受光式の赤外線検出器Ｍ
との間に、互いに直列に隣接配置した第１の赤外透過・
反射手段Ｂ1 、比較セルＲおよび第２の赤外透過・反射
手段Ｂ2 と、互いに直列に隣接配置した第３の赤外透過
・反射手段Ｂ3 、第１の測定セル３および第４の赤外透
過・反射手段Ｂ4 とを並列に設け、前記第１の赤外透過
・反射手段Ｂ1 、第２の赤外透過・反射手段Ｂ2 および
第３の赤外透過・反射手段Ｂ3 の各赤外反射側に、それ
ぞれ前記第１の測定セル３と連通する第２の測定セル
７、第３の測定セル２３および第４の測定セル３７と、
各測定セルに対応する第２の赤外線検出器９、第３の赤
外線検出器１２および第４の赤外線検出器３２を設けて
いる。
【００４３】図１５は第４の赤外透過・反射手段Ｂ4 と
第１の測定セル３との間に第５の赤外透過・反射手段Ｂ
5 を隣接させて配置し、かつその第４，第５の赤外透過
・反射手段Ｂ4 ，Ｂ5 の各赤外反射側に前記第１の測定
セル３と連通する測定セル４７，５７を配置するととも
に、その測定セル４７，５７と対応する赤外線検出手段
３４，４４を設けている。
【００４４】上述の図１１〜図１５に示す各実施例にお
ける作用効果は、前述した図１〜図７に示す各実施例と
基本的に同等であり、その説明は省略する。なお、本発
明は上記各実施例に限定されるものではなく、赤外透過
・反射手段、測定セルおよび赤外線検出器の組み合わせ
は、上記各実施例に準じて適宜変更設定されてよいこと
はいうまでもない。なお、図示のセル長Ｌ1 ，…の各符
号はその「長さ」を特定するものではなく、各測定セル
間の長さが異なる場合を示すものとする。
【００４５】このように、上述した各実施例において、
測定成分毎に適合するセル長を有する測定セルをそれぞ
れ設け、かつ、これら各測定セルを連通させて単一のガ
ス経路を構成する一方、光源側に１つあるいは複数の赤
外透過・反射手段を設け、該赤外透過・反射手段の赤外
透過側と赤外反射側にそれぞれ連通部で連通されている
前記各測定セルを配置し、各測定セル毎に赤外線検出器
を設けたので、異なる濃度の複数の測定成分を単一のガ
ス経路で測定できる。
【００４６】なお、上記実施例においては、赤外透過・
反射手段として赤外の波長を分光する光学フィルタを用
いたものを示したが、赤外の光量を分割するハーフミラ
ーあるいはビームスプリッターを用いても良い。この場
合、その透過・反射面が各セルの光軸に対して４５°の
傾斜角を有してガスフィルタセル内に設けるのが好まし
い。
【００４７】そして、ビームスプリッターによる各検出
器への光量の分割比は、通常１：１にて使用するが、検
出器特有の感度差がある場合には、反射率を調節したも
のを用いて１：２又はそれ以上の比率のものを用いて、
各検出器の検出感度に見合った光量を配分する。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
濃度や測定成分毎に適合するセル長を有する測定セルを
それぞれ設け、かつ、これら各測定セルを連通させて単
一のガス経路を構成する一方、光源側に赤外透過・反射
手段を設け、該赤外透過・反射手段の赤外透過側と赤外
反射側にそれぞれ連通部で連通されている前記各測定セ
ルを配置し、各測定セル毎に赤外線検出器を設けたの
で、適合するセル長の異なる複数の測定成分を単一のガ
ス経路の簡易な構成で、高精度に測定できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す構成説明図であ
る。
【図２】この発明の第２実施例を示す構成説明図であ
る。
【図３】この発明の第３実施例を示す構成説明図であ
る。
【図４】この発明の第４実施例を示す構成説明図であ
る。
【図５】この発明の第５実施例を示す構成説明図であ
る。
【図６】この発明の第６実施例を示す構成説明図であ
る。
【図７】この発明の第７実施例を示す構成説明図であ
る。
【図８】この発明で用いた赤外透過・反射手段の波長分
光特性を示す特性図である。
【図９】同じくこの発明で用いた赤外透過・反射手段の
波長分光特性を示す特性図である。
【図１０】同じくこの発明で用いた赤外透過・反射手段
の波長分光特性を示す特性図である。
【図１１】この発明の第８実施例を示す構成説明図であ
る。
【図１２】この発明の第９実施例を示す構成説明図であ
る。
【図１３】この発明の第１０実施例を示す構成説明図で
ある。
【図１４】この発明の第１１実施例を示す構成説明図で
ある。
【図１５】この発明の第１２実施例を示す構成説明図で
ある。
【符号の説明】
１…光源、３，７，２３，３７，４７，５７，６７，７
７…測定セル、５，９，１２，３２，３４，４１，４
４，Ｍ，Ｍ1 …赤外線検出器、２１，２５，２６，２
７，２８，２９…連通部、１００，２００，３００，Ｂ
1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ，Ｂ5 …赤外透過・反射手段、Ｃ
…光断続器、Ｒ，Ｒ1 …比較セル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 直仁 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 米田 有利 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (72)発明者 大西 敏和 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (56)参考文献 実開 昭63−181855（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−34553（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−15760（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セル長が互いに異なる場合を含む複数の
    測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経
    路を構成してあるガス分析計であって、光源に隣接させ
    て赤外透過・反射手段を設け、その赤外透過・反射手段
    の赤外透過側と赤外反射側にそれぞれ前記連通部で連通
    されている少なくとも一組の測定セルを前記赤外透過・
    反射手段に隣接させて設けるとともに、前記測定セルに
    それぞれ対応する赤外線検出器を設けたことを特徴とす
    るガス分析計。
  2. 【請求項２】 セル長が互いに異なる場合を含む複数の
    測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経
    路を構成してあるガス分析計であって、光源に隣接させ
    て第１の赤外透過・反射手段を設け、その第１の赤外透
    過・反射手段の赤外透過側と赤外反射側にそれぞれ前記
    連通部で連通されている第１の測定セルおよび第２の測
    定セルを設け、前記第１の測定セルと、その第１の測定
    セルと対応する第１の赤外線検出器との間に第２の赤外
    透過・反射手段を設けるとともに、その第２の赤外透過
    ・反射手段の赤外反射側に第３の赤外線検出器を設ける
    一方、前記第２の測定セルに対応する第２の赤外線検出
    器を設けてなることを特徴とするガス分析計。
  3. 【請求項３】 前記第１の赤外透過・反射手段の赤外反
    射側と第３の赤外線検出器との間に第３の測定セルを介
    在させてなることを特徴とする請求項２に記載のガス分
    析計。
  4. 【請求項４】 セル長が互いに異なる場合を含む複数の
    測定セルを連通部を介して順次連通して単一のガス経路
    を構成してあるガス分析計であって、光源に隣接させて
    第１の赤外透過・反射手段と、その第１の赤外透過・反
    射手段の赤外透過側に第２の赤外透過・反射手段を連設
    するとともに、その第２の赤外透過・反射手段の赤外透
    過側に第１の測定セルとその第１の測定セルに対応する
    第１の赤外線検出器を設けるとともに、前記第１の赤外
    透過・反射手段の赤外反射側に第２の測定セルとその第
    ２の測定セルと対応する第２の赤外線検出器を設け、か
    つ前記第２の赤外透過・反射手段の赤外反射側に第３の
    測定セルとその第３の測定セルと対応する第３の赤外線
    検出器を設けてなることを特徴とするガス分析計。
  5. 【請求項５】 セル長が互いに異なる場合を含む複数の
    測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経
    路を構成してあるガス分析計であって、光源と第１の赤
    外透過・反射手段との間に第１の測定セルを設け、その
    第１の赤外透過・反射手段の赤外透過側に第２の赤外透
    過・反射手段を設けるとともに、その第２の赤外透過・
    反射手段の赤外透過側に第１の赤外線検出器を設ける一
    方、前記第１の赤外透過・反射手段の赤外反射側に、第
    ２の測定セルとその第２の測定セルと対応する第２の赤
    外線検出器を設け、かつ前記第２の赤外透過・反射手段
    の赤外反射側に、第３の測定セルとその第３の測定セル
    に対応する第３の赤外線検出器を設けてなることを特徴
    とするガス分析計。
  6. 【請求項６】 セル長が互いに異なる場合を含む複数の
    測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経
    路を構成してあるガス分析計であって、光源に隣接させ
    て第１の赤外透過・反射手段を設け、その第１の赤外透
    過・反射手段の赤外透過側に、第１の測定セルを介して
    第２の赤外透過・反射手段を設け、その第２の赤外透過
    ・反射手段の赤外透過側と赤外反射側とにそれぞれ第１
    の赤外線検出器と第３の赤外線検出器とを設ける一方、
    前記第１の赤外透過・反射手段の赤外反射側に、第２の
    測定セルを介して第３の赤外透過・反射手段を設け、そ
    の第３の赤外透過・反射手段の赤外透過側と赤外反射側
    とに、それぞれ第２の赤外線検出器と、第４の赤外線検
    出器とを設けてなることを特徴とするガス分析計。
  7. 【請求項７】 セル長が互いに異なる場合を含む複数の
    測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス経
    路を構成してあり、かつ比較セルを有する光断続式のガ
    ス分析計であって、光源に隣接させた光断続器と、二室
    受光式の赤外線検出器との間に、比較セルと第１の赤外
    透過・反射手段および第１の測定セルと第２の赤外透過
    ・反射手段が並列に設けられ、前記第２の赤外透過・反
    射手段の赤外反射側に第１の赤外線検出器を設ける一
    方、前記第１の赤外透過・反射手段の赤外反射側に前記
    第１の測定セルと連通された第２の測定セルを介して第
    ２の赤外線検出器を設けてなることを特徴とするガス分
    析計。
  8. 【請求項８】 前記第２の赤外透過・反射手段と第１の
    測定セルとの間に第３の赤外透過・反射手段を配置し、
    かつ、その第３の赤外透過・反射手段の赤外反射側に前
    記第１の測定セルと連通する第３の測定セルをそれぞれ
    配置するとともに、その第３の測定セルと対応する第３
    の赤外線検出手段を設けてなることを特徴とする請求項
    ７に記載のガス分析計。
  9. 【請求項９】 前記光断続器と比較セルとの間に、少な
    くとも一対の赤外透過・反射手段を設け、その一方の赤
    外透過・反射手段の赤外反射側に第２の比較セルを設け
    るとともに、他方の赤外透過・反射手段の赤外反射側に
    前記第１の測定セルおよび第２の測定セルと連通する第
    ３の測定セルを設け、かつその第２の比較セルと第３の
    測定セルとに対応する二室受光式の別の赤外線検出器を
    設けてなることを特徴とする請求項７または請求項８に
    記載のガス分析計。
  10. 【請求項１０】 セル長が互いに異なる場合を含む複数
    の測定セルを連通部を介して順次連通させて単一のガス
    経路を構成してあり、かつ比較セルを有する光断続式の
    ガス分析計であって、光源に隣接させた光断続器と、二
    室受光式の赤外線検出器との間に、互いに直列に隣接配
    置した第１の赤外透過・反射手段、比較セルおよび第２
    の赤外透過・反射手段と、互いに直列に隣接配置した第
    ３の赤外透過・反射手段、第１の測定セルおよび第４の
    赤外透過・反射手段とを並列に設け、前記第１の赤外透
    過・反射手段、第２の赤外透過・反射手段および第３の
    赤外透過・反射手段の各赤外反射側に、前記第１の測定
    セルとそれぞれ連通する第２の測定セル、第３の測定セ
    ルおよび第４の測定セルと、各測定セルに対応する第２
    の赤外線検出器、第３の赤外線検出器および第４の赤外
    線検出器を設けてなることを特徴とするガス分析計。
  11. 【請求項１１】 前記第１の測定セルに隣接配置された
    第４の赤外透過・反射手段の赤外反射側に前記第１の測
    定セルに連通する第５の測定セルと、その第５の測定セ
    ルと対応する第５の赤外線検出器とを設けたことを特徴
    とする請求項１０に記載のガス分析計。
  12. 【請求項１２】 前記第４の赤外透過・反射手段と第１
    の測定セルとの間に１つもしくは複数の赤外透過・反射
    手段を隣接させて配置し、かつその赤外透過・反射手段
    の赤外反射側に、前記第１の測定セルと連通する測定セ
    ルを配置するとともに、その測定セルと対応する赤外線
    検出手段を設けてなることを特徴とする請求項１０また
    は請求項１１に記載のガス分析計。
  13. 【請求項１３】 赤外透過・反射手段が赤外の波長を分
    光する光学フィルタである請求項１〜１２のいずれかに
    記載のガス分析計。
  14. 【請求項１４】 赤外透過・反射手段が赤外の光量を分
    割するハーフミラーまたはビームスプリッターである請
    求項１〜１２のいずれかに記載のガス分析計。
JP7059395A 1994-05-10 1995-03-04 ガス分析計 Expired - Lifetime JP3174710B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7059395A JP3174710B2 (ja) 1994-05-10 1995-03-04 ガス分析計
DE19601873A DE19601873C2 (de) 1995-03-04 1996-01-19 Gasanalysator
US08/606,071 US5773828A (en) 1995-03-04 1996-02-23 Gas analyzer

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12191394 1994-05-10
JP6-121913 1994-05-10
JP7059395A JP3174710B2 (ja) 1994-05-10 1995-03-04 ガス分析計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0829346A JPH0829346A (ja) 1996-02-02
JP3174710B2 true JP3174710B2 (ja) 2001-06-11

Family

ID=26411723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7059395A Expired - Lifetime JP3174710B2 (ja) 1994-05-10 1995-03-04 ガス分析計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3174710B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3848623B2 (ja) * 2003-01-16 2006-11-22 松下電器産業株式会社 蛍光測定装置
JP5443701B2 (ja) * 2008-04-03 2014-03-19 パナソニック株式会社 ガス濃度測定装置
SE0802069A1 (sv) * 2008-09-30 2010-03-31 Senseair Ab Ett för en spektralanalys av höga gaskoncentrationer anpassat arrangemang
JP5596995B2 (ja) * 2010-02-25 2014-10-01 日本インスツルメンツ株式会社 水銀原子吸光分析装置および水銀分析システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0829346A (ja) 1996-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5773828A (en) Gas analyzer
JP2903457B2 (ja) ガス分析計およびガス分析機構
FI107194B (fi) Kaasuseosten analysointi infrapunamenetelmällä
CA3025276C (en) Measuring device and method for sensing different gases and gas concentrations
WO2010042301A2 (en) Wavelength-modulation spectroscopy method
US5693945A (en) Gas analyzer
US6969857B2 (en) Compensated infrared absorption sensor for carbon dioxide and other infrared absorbing gases
US20100134784A1 (en) Detector Arrangement for a Nondispersive Infrared Gas Analyzer and Method for the Detection of a Measuring Gas Component in a Gas Mixture by Means of Such a Gas Analyzer
JP2013096889A (ja) 赤外線ガス分析計
JPH054629B2 (ja)
JP3174710B2 (ja) ガス分析計
US5672874A (en) Infrared oil-concentration meter
JPH03221843A (ja) 光による分析計
JP4538364B2 (ja) 屈折率測定用具、屈折率測定装置及び屈折率測定方法
JP2001516016A (ja) 多成分を測定するためのｎｄｉｒ光度計
JP4218954B2 (ja) 吸光式分析計
US6570655B1 (en) Process and apparatus for measuring the opacity in gases
JP4910588B2 (ja) 水質測定装置
JP4685915B2 (ja) 多成分を測定するためのｎｄｉｒ光度計
JP3636829B2 (ja) 多波長光によるガス濃度計測方法
JPH0827234B2 (ja) 赤外線ガス分析計
JPH0560687A (ja) 赤外分析装置
JPH0210441Y2 (ja)
JPH0510874A (ja) 吸光式ガス分析計
JP3291934B2 (ja) 赤外線ガス分析計

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150330

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term