JP3266748B2 - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
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- light source
- case
- gas
- gas analyzer
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線ガス分析計の改
良技術に関する。
良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の赤外線ガス分析計の構成
を示すもので、この図において、９１はセルで、詳細に
は図示していないが、セル９１の両端部は赤外線透過材
料より成るセル窓で封止され、セル９１には矢印で示す
ように測定対象ガスが供給されている。そして、９２は
セル９１の一端側に配置された光源で、セル９１に赤外
光を照射するものである。
を示すもので、この図において、９１はセルで、詳細に
は図示していないが、セル９１の両端部は赤外線透過材
料より成るセル窓で封止され、セル９１には矢印で示す
ように測定対象ガスが供給されている。そして、９２は
セル９１の一端側に配置された光源で、セル９１に赤外
光を照射するものである。
【０００３】９３，９４はセル９１の他端側に配置さ
れ、セル９１を通過してきた赤外光を受光する検出器で
ある例えば焦電型赤外線センサで、一方の検出器９３
は、その前面に測定対象成分（例えばＣＯ2 ）の特性吸
収帯域の赤外光のみを通過させるバンドパスフィルタ９
３ａを備えており、他方の検出器９４は、その前面に前
記測定対象成分に対応した吸収帯域のないところの波形
の赤外光を通過させるバンドパスフィルタ９４ａを備え
ている。９５はセル９１と検出器９３，９４との間に配
置されるチョッパで、モータ９６によって駆動されてい
る。
れ、セル９１を通過してきた赤外光を受光する検出器で
ある例えば焦電型赤外線センサで、一方の検出器９３
は、その前面に測定対象成分（例えばＣＯ2 ）の特性吸
収帯域の赤外光のみを通過させるバンドパスフィルタ９
３ａを備えており、他方の検出器９４は、その前面に前
記測定対象成分に対応した吸収帯域のないところの波形
の赤外光を通過させるバンドパスフィルタ９４ａを備え
ている。９５はセル９１と検出器９３，９４との間に配
置されるチョッパで、モータ９６によって駆動されてい
る。
【０００４】このように構成された赤外線ガス分析計に
おいては、光源９２をオンにして赤外光をセル９１に照
射すると共に、モータ９６を駆動してチョッパ９５を回
転させている状態で、セル９１に測定対象ガスを供給す
ると、検出器９３，９４から検出信号が出力され、これ
らの信号を図外の演算処理部で処理することにより、測
定対象成分の濃度を得ることができる。
おいては、光源９２をオンにして赤外光をセル９１に照
射すると共に、モータ９６を駆動してチョッパ９５を回
転させている状態で、セル９１に測定対象ガスを供給す
ると、検出器９３，９４から検出信号が出力され、これ
らの信号を図外の演算処理部で処理することにより、測
定対象成分の濃度を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
赤外線ガス分析計は、測定対象成分を測定するための測
定用の検出器９３と比較用の検出器９４の二つの検出器
９３，９４をもつ構造であり、両検出器９３，９４の受
光面９３ｂ，９４ｂはセル９１および光源９２の断面全
体のごく一部分の面積を占めるにすぎなかった。
赤外線ガス分析計は、測定対象成分を測定するための測
定用の検出器９３と比較用の検出器９４の二つの検出器
９３，９４をもつ構造であり、両検出器９３，９４の受
光面９３ｂ，９４ｂはセル９１および光源９２の断面全
体のごく一部分の面積を占めるにすぎなかった。
【０００６】このため、このような構成の赤外線ガス分
析計で、一定のＳ／Ｎを得るためには、単位面積当たり
のエネルギーを増加させる必要が生じ、光源９２を大型
化しなければならないと共に、光源９２に余分なエネル
ギーを注入しなければならなかった。従って、光源９２
のウォームアップ時間が長くなると共に、光源９２から
の赤外光エネルギーのうちのほんの一部分しか赤外線ガ
ス分析に利用しておらず、無駄なエネルギーを浪費する
という欠点があった。
析計で、一定のＳ／Ｎを得るためには、単位面積当たり
のエネルギーを増加させる必要が生じ、光源９２を大型
化しなければならないと共に、光源９２に余分なエネル
ギーを注入しなければならなかった。従って、光源９２
のウォームアップ時間が長くなると共に、光源９２から
の赤外光エネルギーのうちのほんの一部分しか赤外線ガ
ス分析に利用しておらず、無駄なエネルギーを浪費する
という欠点があった。
【０００７】また、光源９２の大型化および大電力化に
伴い装置全体の小型化に限度が生じると共に、検出器９
３，９４間に距離があるため検出器９３，９４によって
温度のバラツキがあり、安定性に問題がある。さらに、
前記光源９２からの発熱によって周囲の温度を上昇さ
せ、測定値に悪影響を与えることがある。
伴い装置全体の小型化に限度が生じると共に、検出器９
３，９４間に距離があるため検出器９３，９４によって
温度のバラツキがあり、安定性に問題がある。さらに、
前記光源９２からの発熱によって周囲の温度を上昇さ
せ、測定値に悪影響を与えることがある。
【０００８】加えて、上記従来の赤外線ガス分析計で
は、セル９１が大容量であると共に、分析装置全体の大
きさが大きくならざるを得ないので、この赤外線ガス分
析計をガス流路中に挿入するインラインモニタとして利
用することはできなかった。
は、セル９１が大容量であると共に、分析装置全体の大
きさが大きくならざるを得ないので、この赤外線ガス分
析計をガス流路中に挿入するインラインモニタとして利
用することはできなかった。
【０００９】本発明は上記の点を考慮にいれてなされた
ものであって、光源およびセルの大きさを可及的に小さ
くして、その消費電力および周囲への熱伝達をできるだ
け抑えて、高感度の測定を行うことができると共に、ガ
ス流路中に挿入するインラインモニタとして用いること
が可能な赤外線ガス分析計を提供することを目的として
いる。
ものであって、光源およびセルの大きさを可及的に小さ
くして、その消費電力および周囲への熱伝達をできるだ
け抑えて、高感度の測定を行うことができると共に、ガ
ス流路中に挿入するインラインモニタとして用いること
が可能な赤外線ガス分析計を提供することを目的として
いる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の赤外線ガス分析計は、ケース内に発熱体を
封入した赤外線光源の赤外線透過窓と、前記ケースと同
一形状のケース内に少なくとも二つの検出素子を封入し
た赤外線検出器の赤外線透過窓とを対向配置するととも
に、前記両赤外線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入さ
れるセルとしたことを特徴としている。そして、この場
合、赤外線検出器に少なくとも測定用の二つの検出素子
を設けてもよい。さらに、この赤外線検出器に少なくと
も測定用と比較用の二つの検出素子を設けてもよい。
め、本発明の赤外線ガス分析計は、ケース内に発熱体を
封入した赤外線光源の赤外線透過窓と、前記ケースと同
一形状のケース内に少なくとも二つの検出素子を封入し
た赤外線検出器の赤外線透過窓とを対向配置するととも
に、前記両赤外線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入さ
れるセルとしたことを特徴としている。そして、この場
合、赤外線検出器に少なくとも測定用の二つの検出素子
を設けてもよい。さらに、この赤外線検出器に少なくと
も測定用と比較用の二つの検出素子を設けてもよい。
【００１１】また、前記二つの検出素子が電気的に独立
した回路を形成し、独立した値を出力するように構成し
てもよい。さらに、前記赤外線光源に断続的に電力を供
給して赤外光をチョッピングするようにしてもよい。
した回路を形成し、独立した値を出力するように構成し
てもよい。さらに、前記赤外線光源に断続的に電力を供
給して赤外光をチョッピングするようにしてもよい。
【００１２】加えて、前記赤外線光源、セル、赤外線検
出器を一つのユニット内に配置し、このユニットのガス
流路の出入口に継手を設けてもよい。
出器を一つのユニット内に配置し、このユニットのガス
流路の出入口に継手を設けてもよい。
【００１３】
【作用】上記本発明では、赤外線光源の赤外線透過窓と
赤外線検出器の赤外線透過窓を対向配置し、前記両赤外
線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入されるセルとする
ことによって、赤外線光源の赤外線透過窓を透過する赤
外線のほとんど全てを赤外線検出器の赤外線透過窓に照
射できるので、赤外線光源を可及的に小型化でき、消費
電力を小さくでき、周囲の温度を上昇させることも少な
くなる。そして、赤外線光源を小型化することによって
電源を入れてからのウォームアップ時間を短くすること
ができる。
赤外線検出器の赤外線透過窓を対向配置し、前記両赤外
線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入されるセルとする
ことによって、赤外線光源の赤外線透過窓を透過する赤
外線のほとんど全てを赤外線検出器の赤外線透過窓に照
射できるので、赤外線光源を可及的に小型化でき、消費
電力を小さくでき、周囲の温度を上昇させることも少な
くなる。そして、赤外線光源を小型化することによって
電源を入れてからのウォームアップ時間を短くすること
ができる。
【００１４】さらに、前記赤外線検出器内に少なくとも
二つの検出素子を設けているので、二つの検出器を別々
に設ける必要がなく、セルの径を小さくすることがで
き、単位面積当たりのエネルギーが増し、感度を上げる
ことができると共に、単一のパッケージの検出器内であ
るために、二つの検出素子による測定値に温度ムラがほ
とんどなく、測定値が安定する。
二つの検出素子を設けているので、二つの検出器を別々
に設ける必要がなく、セルの径を小さくすることがで
き、単位面積当たりのエネルギーが増し、感度を上げる
ことができると共に、単一のパッケージの検出器内であ
るために、二つの検出素子による測定値に温度ムラがほ
とんどなく、測定値が安定する。
【００１５】加えて、赤外線ガス分析計の装置全体を小
さくできるので、この赤外線ガス分析計を従来では不可
能であったガス流路中に挿入するインラインモニタとし
て使用可能である。
さくできるので、この赤外線ガス分析計を従来では不可
能であったガス流路中に挿入するインラインモニタとし
て使用可能である。
【００１６】また、前記二つの検出素子が電気的に独立
した回路を形成し、独立した値を出力するように構成し
た場合には、検出素子を直列に接続して値を出力する場
合のように直列に接続された検出素子が互いに干渉する
ことがないので、各検出素子の入力レベルの補正を検出
素子の前に光学調整をおこなうスリットなどを用いるこ
となく、電気的な調整で行え、作業性が良くなる。
した回路を形成し、独立した値を出力するように構成し
た場合には、検出素子を直列に接続して値を出力する場
合のように直列に接続された検出素子が互いに干渉する
ことがないので、各検出素子の入力レベルの補正を検出
素子の前に光学調整をおこなうスリットなどを用いるこ
となく、電気的な調整で行え、作業性が良くなる。
【００１７】そして、前記赤外線光源に断続的に電力を
供給して赤外光をチョッピングするようにする場合に
は、機械的なチョッパを設ける必要もなく、赤外線ガス
分析計の装置全体をさらに簡素化できる。
供給して赤外光をチョッピングするようにする場合に
は、機械的なチョッパを設ける必要もなく、赤外線ガス
分析計の装置全体をさらに簡素化できる。
【００１８】さらに、前記赤外線光源、セル、赤外線検
出器を一つのユニット内に配置し、このユニットのガス
流路の出入口に継手を設けた場合には、赤外線ガス分析
計をガス配管途中に容易に設置可能となる。
出器を一つのユニット内に配置し、このユニットのガス
流路の出入口に継手を設けた場合には、赤外線ガス分析
計をガス配管途中に容易に設置可能となる。
【００１９】
【実施例】図１〜３は、本発明の一実施例を示す赤外線
ガス分析計であり、図１は要部拡大縦断面図、図２は赤
外線検出器の回路構成を概略的に示す説明図、図３は赤
外線ガス分析ユニットとして組込まれる赤外線ガス分析
計を示す縦断面図である。
ガス分析計であり、図１は要部拡大縦断面図、図２は赤
外線検出器の回路構成を概略的に示す説明図、図３は赤
外線ガス分析ユニットとして組込まれる赤外線ガス分析
計を示す縦断面図である。
【００２０】図１において、２は例えばいわゆるＴＯ−
５のキャン２０に封入された赤外線光源（以下、単に光
源という）であり、このキャン２０には例えばサファイ
ヤやフッ化カルシウムなどによって形成される赤外線透
過窓２１が設けられている。３は前記光源２と同一の形
状であるＴＯ−５のキャン３０に封入された赤外線検出
器（以下、単に検出器という）であり、このキャン３０
には赤外線透過窓３１が設けられている。
５のキャン２０に封入された赤外線光源（以下、単に光
源という）であり、このキャン２０には例えばサファイ
ヤやフッ化カルシウムなどによって形成される赤外線透
過窓２１が設けられている。３は前記光源２と同一の形
状であるＴＯ−５のキャン３０に封入された赤外線検出
器（以下、単に検出器という）であり、このキャン３０
には赤外線透過窓３１が設けられている。
【００２１】前記光源２および検出器３は内部に測定対
象ガスを流通させるガス流路１０を有する例えばステン
レス製のブロック１１の上下に配置され、各々の赤外線
透過窓２１，３１が向かい合うように、基部７３，７４
に接着保持され、光源２の赤外線透過窓２１と検出器３
の赤外線透過窓３１とが近接させて向かい合うように配
置されている。
象ガスを流通させるガス流路１０を有する例えばステン
レス製のブロック１１の上下に配置され、各々の赤外線
透過窓２１，３１が向かい合うように、基部７３，７４
に接着保持され、光源２の赤外線透過窓２１と検出器３
の赤外線透過窓３１とが近接させて向かい合うように配
置されている。
【００２２】前記光源２は例えばニクロム（他にもカン
タルなど適宜用いることができる）よりなる発熱体４を
前記キャン２０内に封入している。また検出器３には検
出素子の一例として例えば焦電素子５，６をキャン３０
内に封入したものを用いる。
タルなど適宜用いることができる）よりなる発熱体４を
前記キャン２０内に封入している。また検出器３には検
出素子の一例として例えば焦電素子５，６をキャン３０
内に封入したものを用いる。
【００２３】本実施例では、検出する成分が一成分であ
るため、一組の測定用焦電素子５と比較用焦電素子６を
ステム３２上に設け取り付けられた基板３３上に配置し
ている。そして、前記両焦電素子５，６の間には仕切り
板３４が形成され、この仕切り板３４によって仕切られ
る前記赤外線透過窓３１の上面には測定対象成分ガスの
特性吸収帯域の赤外光のみを通過させるバンドパスフィ
ルタ５ａと前記バンドパスフィルタ５ａの吸収帯域のな
いところの波形の赤外光を通過させるバンドパスフィル
タ６ａが取り付けられている。
るため、一組の測定用焦電素子５と比較用焦電素子６を
ステム３２上に設け取り付けられた基板３３上に配置し
ている。そして、前記両焦電素子５，６の間には仕切り
板３４が形成され、この仕切り板３４によって仕切られ
る前記赤外線透過窓３１の上面には測定対象成分ガスの
特性吸収帯域の赤外光のみを通過させるバンドパスフィ
ルタ５ａと前記バンドパスフィルタ５ａの吸収帯域のな
いところの波形の赤外光を通過させるバンドパスフィル
タ６ａが取り付けられている。
【００２４】また、前記ガス流路１０の途中にはセル窓
１２，１３が設けられて、両セル窓１２，１３に挟まれ
た位置にセル１を形成している。そして、このセル１は
後述するモジュール７内のガス流路７０，７１の間に挿
入されるように配置されている。
１２，１３が設けられて、両セル窓１２，１３に挟まれ
た位置にセル１を形成している。そして、このセル１は
後述するモジュール７内のガス流路７０，７１の間に挿
入されるように配置されている。
【００２５】従って、前記発熱体４からの赤外線は赤外
線透過窓２１およびセル窓１２を介してセル１内を流動
する測定対象ガス内を透過し、セル窓１３、フィルタ５
ａまたはフィルタ６ａを通り、赤外線透過窓３１を介し
て測定用焦電素子５または比較用焦電素子６に入射す
る。
線透過窓２１およびセル窓１２を介してセル１内を流動
する測定対象ガス内を透過し、セル窓１３、フィルタ５
ａまたはフィルタ６ａを通り、赤外線透過窓３１を介し
て測定用焦電素子５または比較用焦電素子６に入射す
る。
【００２６】つまり、本発明の赤外線ガス分析計では、
この赤外線透過窓２１，３１が近接する位置に対向して
いるので、前記発熱体４からの赤外線の多くを検出器３
内に入射させることが可能であるため、発熱体４に不必
要な電力を供給する必要がなく、例えば従来５〜１０Ｗ
消費していた電力を０．５〜０．６Ｗ程に抑えることが
可能となる。
この赤外線透過窓２１，３１が近接する位置に対向して
いるので、前記発熱体４からの赤外線の多くを検出器３
内に入射させることが可能であるため、発熱体４に不必
要な電力を供給する必要がなく、例えば従来５〜１０Ｗ
消費していた電力を０．５〜０．６Ｗ程に抑えることが
可能となる。
【００２７】それゆえに、光源２を可及的に小さくする
ことができ、光源２を検出器３と同じ大きさのケース２
０内に組み込むことが可能であると共に、数ヘルツ程度
の周期で光源２に対する電力の供給を断続的に行うこと
により光源２からの赤外線をチョッピングすることが可
能となり、別途の機械的なチョッパを設ける必要もなく
なり、赤外線ガス分析計の構成をさらに簡略化すること
ができる。
ことができ、光源２を検出器３と同じ大きさのケース２
０内に組み込むことが可能であると共に、数ヘルツ程度
の周期で光源２に対する電力の供給を断続的に行うこと
により光源２からの赤外線をチョッピングすることが可
能となり、別途の機械的なチョッパを設ける必要もなく
なり、赤外線ガス分析計の構成をさらに簡略化すること
ができる。
【００２８】なお、前記光源２に対する電力の供給を連
続的におこない、検出器３の前面にチョッパを設けるよ
うに構成してもよいことは言うまでもない。
続的におこない、検出器３の前面にチョッパを設けるよ
うに構成してもよいことは言うまでもない。
【００２９】前記焦電素子５，６およびその出力回路の
内部回路は、図２に図示している。図２において、５
０，５１は前記焦電素子５を構成する検出素子であり、
片方の検出素子５１側には赤外線の遮蔽体５５が設けら
れている。同様に、６０，６１は焦電素子６を構成する
検出素子であり、検出素子６１側には遮蔽体６５が設け
られている。
内部回路は、図２に図示している。図２において、５
０，５１は前記焦電素子５を構成する検出素子であり、
片方の検出素子５１側には赤外線の遮蔽体５５が設けら
れている。同様に、６０，６１は焦電素子６を構成する
検出素子であり、検出素子６１側には遮蔽体６５が設け
られている。
【００３０】５２，６２はそれぞれ前記焦電素子５，６
に並列に設けられた抵抗であり、その一端側がアース端
子３５に接続され、他端側がそれぞれ例えばＪ−ＦＥＴ
（接合型電界効果トランジスタ）５３，６３のゲート端
子に接続されている。またＪ−ＦＥＴ５３，６３のドレ
インは電源入力端子に接続され、そのソースはそれぞれ
の信号出力端子５４，６４に接続されている。
に並列に設けられた抵抗であり、その一端側がアース端
子３５に接続され、他端側がそれぞれ例えばＪ−ＦＥＴ
（接合型電界効果トランジスタ）５３，６３のゲート端
子に接続されている。またＪ−ＦＥＴ５３，６３のドレ
インは電源入力端子に接続され、そのソースはそれぞれ
の信号出力端子５４，６４に接続されている。
【００３１】したがって、測定用焦電素子５と比較用焦
電素子６の出力信号は、それぞれ独立した回路によって
出力される。（デュアルツインタイプの検出器である）
このため、両焦電素子５，６は互いに干渉し会うことな
く信号を出力できると共に、両方の回路は同一ケース３
０内の同一の基板３３（図１参照）上に配置されている
ので、温度差による誤差が極めて小さくなる。そして、
前記焦電素子５，６はそれぞれの値を出力し、これらの
出力の差を算出することにより、最終結果を出力する。
電素子６の出力信号は、それぞれ独立した回路によって
出力される。（デュアルツインタイプの検出器である）
このため、両焦電素子５，６は互いに干渉し会うことな
く信号を出力できると共に、両方の回路は同一ケース３
０内の同一の基板３３（図１参照）上に配置されている
ので、温度差による誤差が極めて小さくなる。そして、
前記焦電素子５，６はそれぞれの値を出力し、これらの
出力の差を算出することにより、最終結果を出力する。
【００３２】また、測定用焦電素子５と比較用焦電素子
６の信号が独立して出力されるので、その出力信号のレ
ベル差は電気的に補正する事が可能であり、入射する赤
外線の光量を調節するためのスリットのような光学的に
調整する機構を設ける必要もなく、より簡素で且つ小さ
く形成できると共に作業性が良い。
６の信号が独立して出力されるので、その出力信号のレ
ベル差は電気的に補正する事が可能であり、入射する赤
外線の光量を調節するためのスリットのような光学的に
調整する機構を設ける必要もなく、より簡素で且つ小さ
く形成できると共に作業性が良い。
【００３３】なお、本実施例では測定対象ガスの一成分
を測定するための赤外線ガス分析計であるので、前記検
出器３には２対の焦電素子５，６が設けられているが、
本発明はこれに限られるものではなく、前記検出器３を
多成分を測定するために多くの焦電素子を設けたものと
してもよいことは言うまでもない。
を測定するための赤外線ガス分析計であるので、前記検
出器３には２対の焦電素子５，６が設けられているが、
本発明はこれに限られるものではなく、前記検出器３を
多成分を測定するために多くの焦電素子を設けたものと
してもよいことは言うまでもない。
【００３４】また、上記実施例では検出器３をデュアル
タイプの検出器として説明しているが、測定用焦電素子
５と比較用焦電素子６を直列に接続し、各センサの赤外
線入射部の前面に光量調整用のスリットなどを設けて、
両焦電素子５，６のレベル調整をする構成にしてもよ
い。
タイプの検出器として説明しているが、測定用焦電素子
５と比較用焦電素子６を直列に接続し、各センサの赤外
線入射部の前面に光量調整用のスリットなどを設けて、
両焦電素子５，６のレベル調整をする構成にしてもよ
い。
【００３５】図３は上記本発明の赤外線ガス分析計を測
定対象ガスの流路中に挿入するための構成を示してお
り、図３において、７は本発明の赤外線ガス分析計をモ
ジュール化して内部に挿入したユニットである。また、
このユニット７には前記赤外線ガス分析計のガス流路１
０に接続されて測定対象ガスをセル１内に導入するガス
流路７０、セル１を通過した測定対象ガスをユニット７
の外部に導出するガス流路７１、そして、前記両ガス流
路７０，７１の端部に接続された継手７２，７２を設け
ている。
定対象ガスの流路中に挿入するための構成を示してお
り、図３において、７は本発明の赤外線ガス分析計をモ
ジュール化して内部に挿入したユニットである。また、
このユニット７には前記赤外線ガス分析計のガス流路１
０に接続されて測定対象ガスをセル１内に導入するガス
流路７０、セル１を通過した測定対象ガスをユニット７
の外部に導出するガス流路７１、そして、前記両ガス流
路７０，７１の端部に接続された継手７２，７２を設け
ている。
【００３６】そして、本実施例では例えば圧力計７３を
ユニット７内のガス流路７１に設け、赤外線ガス分析と
共に、圧力も計測できるように構成されている。
ユニット７内のガス流路７１に設け、赤外線ガス分析と
共に、圧力も計測できるように構成されている。
【００３７】上述のように、小型化された赤外線光源
２、セル１、および、赤外線検出器３をモジュール化し
てコンパクトに一つのユニット７内に配置して、測定対
象ガスの出入口に継手７２，７２を設けることにより、
この赤外線ガス分析計をガス配管の途中に適宜設置可能
となり、従来では不可能であった配管内のインラインモ
ニタとして極めて容易に用いることができるようにな
る。
２、セル１、および、赤外線検出器３をモジュール化し
てコンパクトに一つのユニット７内に配置して、測定対
象ガスの出入口に継手７２，７２を設けることにより、
この赤外線ガス分析計をガス配管の途中に適宜設置可能
となり、従来では不可能であった配管内のインラインモ
ニタとして極めて容易に用いることができるようにな
る。
【００３８】図４は上述のようにユニット７にした赤外
線ガス分析計を半導体製造工場にてインラインモニタと
して使用する実施例を示すフローを示す図であり、同図
において、８０は例えばシランやホスフィンなどのガス
ボンベ、８１は調圧器、８３は配管８２を流れるガスを
窒素ガスなどの不活性ガスＦによって希釈するための合
流部、７ａはユニット７に接続されて、配管８２内の測
定対象ガスのガス濃度および圧力を表示する表示部であ
る。
線ガス分析計を半導体製造工場にてインラインモニタと
して使用する実施例を示すフローを示す図であり、同図
において、８０は例えばシランやホスフィンなどのガス
ボンベ、８１は調圧器、８３は配管８２を流れるガスを
窒素ガスなどの不活性ガスＦによって希釈するための合
流部、７ａはユニット７に接続されて、配管８２内の測
定対象ガスのガス濃度および圧力を表示する表示部であ
る。
【００３９】本発明の赤外線ガス分析計は光源２、セル
１、および、検出器３などを可及的に小さく構成してお
り、ガス流路中を流れる測定対象ガスに悪影響を与える
ことなく測定できるので、ガス流路中に挿入することが
できると共に、半導体製造装置のように極めて高い精度
が要求される測定対象ガスの成分を極めて正確にかつリ
アルタイムに測定できる。
１、および、検出器３などを可及的に小さく構成してお
り、ガス流路中を流れる測定対象ガスに悪影響を与える
ことなく測定できるので、ガス流路中に挿入することが
できると共に、半導体製造装置のように極めて高い精度
が要求される測定対象ガスの成分を極めて正確にかつリ
アルタイムに測定できる。
【００４０】また、本発明の赤外線ガス分析計をユニッ
ト７とすることにより工場内の流動ガスのインラインモ
ニタとして極めて容易に流路内に挿入することができ、
工業用などに使用している流動ガスの分析に有用であ
る。
ト７とすることにより工場内の流動ガスのインラインモ
ニタとして極めて容易に流路内に挿入することができ、
工業用などに使用している流動ガスの分析に有用であ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の赤外線ガ
ス分析計においては、ケース内に発熱体を封入した赤外
線光源の赤外線透過窓と、前記ケースと同一形状のケー
ス内に少なくとも二つの検出素子を封入した赤外線検出
器の赤外線透過窓とを対向配置するとともに、前記両赤
外線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入されるセルとし
たことによって、光源からの赤外線の多くが検出器に入
射するので、光源をローパワーでかつ小型化でき、周囲
に不要な熱を伝達させることも極めて小さくなる。そし
て、光源を小型化することによって電源を入れてから十
分の発光をするまでの時間を可及的に短くすることがで
きる。
ス分析計においては、ケース内に発熱体を封入した赤外
線光源の赤外線透過窓と、前記ケースと同一形状のケー
ス内に少なくとも二つの検出素子を封入した赤外線検出
器の赤外線透過窓とを対向配置するとともに、前記両赤
外線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入されるセルとし
たことによって、光源からの赤外線の多くが検出器に入
射するので、光源をローパワーでかつ小型化でき、周囲
に不要な熱を伝達させることも極めて小さくなる。そし
て、光源を小型化することによって電源を入れてから十
分の発光をするまでの時間を可及的に短くすることがで
きる。
【００４２】さらに、前記検出器内に少なくとも二つの
検出素子を設けているので、単一のケースを検出器とし
て用い、セルの径を小さくすることができる。従って、
単位面積当たりのエネルギーが増し、感度を上げること
ができると共に、同一ケース内にある各検出素子による
測定値には温度差によるムラがほとんどなく、測定値が
安定する。
検出素子を設けているので、単一のケースを検出器とし
て用い、セルの径を小さくすることができる。従って、
単位面積当たりのエネルギーが増し、感度を上げること
ができると共に、同一ケース内にある各検出素子による
測定値には温度差によるムラがほとんどなく、測定値が
安定する。
【００４３】加えて、赤外線ガス分析計の装置全体を小
さくできるので、この赤外線ガス分析計を測定対象ガス
の流路中に設けてもガス流路に溜まりが発生することが
なく、赤外線ガス分析計をインラインモニタとして使用
することができる。
さくできるので、この赤外線ガス分析計を測定対象ガス
の流路中に設けてもガス流路に溜まりが発生することが
なく、赤外線ガス分析計をインラインモニタとして使用
することができる。
【００４４】また、前記二つの検出素子が電気的に独立
した回路を形成し、独立した値を出力するように構成し
た場合には、各検出素子の入力レベルの補正を光学的に
行わなくても、電気的な調整で行えるので、作業性が良
くなる。
した回路を形成し、独立した値を出力するように構成し
た場合には、各検出素子の入力レベルの補正を光学的に
行わなくても、電気的な調整で行えるので、作業性が良
くなる。
【００４５】そして、光源に断続的に電力を供給して赤
外光をチョッピングするようにした場合には、光源や検
出器の前に機械的なチョッパを設ける必要もなく、赤外
線ガス分析計の装置全体をより簡素にできる。
外光をチョッピングするようにした場合には、光源や検
出器の前に機械的なチョッパを設ける必要もなく、赤外
線ガス分析計の装置全体をより簡素にできる。
【００４６】さらに、小型化された前記光源、セル、検
出器を一つのユニット内に配置し、このユニットのガス
流路の出入口に継手を設けた場合には、赤外線ガス分析
計をガス配管途中に容易に設置することができる。
出器を一つのユニット内に配置し、このユニットのガス
流路の出入口に継手を設けた場合には、赤外線ガス分析
計をガス配管途中に容易に設置することができる。
【図１】本発明の赤外線ガス分析計の要部縦断面図であ
る。
る。
【図２】前記赤外線ガス分析計の赤外線検出器の内部回
路を示す図である。
路を示す図である。
【図３】前記赤外線ガス分析計をモジュール化したユニ
ットを示す縦断面図である。
ットを示す縦断面図である。
【図４】前記ユニットをインラインモニタとして用いた
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図５】従来の赤外線ガス分析計を示す縦断面図であ
る。
る。
１…セル、２…赤外線光源、３…赤外線検出器、５，６
…焦電素子、７…ユニット、２１，３１…赤外線透過
窓、７２…継手、７０，７１，８２…流路。
…焦電素子、７…ユニット、２１，３１…赤外線透過
窓、７２…継手、７０，７１，８２…流路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−211448（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−124745（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 ケース内に発熱体を封入した赤外線光源
の赤外線透過窓と、前記ケースと同一形状のケース内に
少なくとも二つの検出素子を封入した赤外線検出器の赤
外線透過窓とを対向配置するとともに、前記両赤外線透
過窓間の間隙をガス流路中に挿入されるセルとしたこと
を特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項２】 ケース内に発熱体を封入した赤外線光源
の赤外線透過窓と、前記ケースと同一形状のケース内に
少なくとも測定用の二つの検出素子を封入した赤外線検
出器の赤外線透過窓とを対向配置するとともに、前記両
赤外線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入されるセルと
したことを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項３】 ケース内に発熱体を封入した赤外線光源
の赤外線透過窓と、前記ケースと同一形状のケース内に
少なくとも測定用と比較用の二つの検出素子を封入した
赤外線検出器の赤外線透過窓とを対向配置するととも
に、前記両赤外線透過窓間の間隙をガス流路中に挿入さ
れるセルとしたことを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項４】 二つの検出素子が電気的に独立した回路
を形成し、独立した値を出力する請求項１〜３の何れか
に記載の赤外線ガス分析計。 - 【請求項５】 赤外線光源に断続的に電力を供給して赤
外光をチョッピングする請求項１〜４の何れかに記載の
赤外線ガス分析計。 - 【請求項６】 赤外線光源、セル、赤外線検出器を一つ
のユニット内に配置し、このユニットのガス流路の出入
口に継手を設けた請求項１〜５の何れかに記載の赤外線
ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31568194A JP3266748B2 (ja) | 1994-11-26 | 1994-11-26 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31568194A JP3266748B2 (ja) | 1994-11-26 | 1994-11-26 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145882A JPH08145882A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3266748B2 true JP3266748B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=18068285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31568194A Expired - Lifetime JP3266748B2 (ja) | 1994-11-26 | 1994-11-26 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266748B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101433A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Horiba Ltd | ガス分析装置 |
| JP4727444B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2011-07-20 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析装置及び半導体製造装置 |
| JP5483161B2 (ja) * | 2009-06-11 | 2014-05-07 | 横河電機株式会社 | レーザ式ガス分析装置のゼロ・スパン調整方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145353U (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | 横河電機株式会社 | 赤外線ガス分析装置 |
| JPH01124745A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Sugai:Kk | 光透過率計 |
| DE3918994C1 (ja) * | 1989-06-10 | 1990-06-13 | Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck, De | |
| JPH03211448A (ja) * | 1990-01-16 | 1991-09-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 赤外線式ガスセンサー |
| JP2589317Y2 (ja) * | 1992-12-30 | 1999-01-27 | 株式会社堀場製作所 | セルとセルブロックとの接続構造 |
| JPH0664143U (ja) * | 1993-02-12 | 1994-09-09 | 株式会社堀場製作所 | 赤外線ガス分析計 |
-
1994
- 1994-11-26 JP JP31568194A patent/JP3266748B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08145882A (ja) | 1996-06-07 |
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