JP3273520B2 - 非分散型赤外線ガス測定装置 - Google Patents
非分散型赤外線ガス測定装置Info
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- JP3273520B2 JP3273520B2 JP35294392A JP35294392A JP3273520B2 JP 3273520 B2 JP3273520 B2 JP 3273520B2 JP 35294392 A JP35294392 A JP 35294392A JP 35294392 A JP35294392 A JP 35294392A JP 3273520 B2 JP3273520 B2 JP 3273520B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サンプルガスに含まれ
ている複数の成分を吸光度により測定する非分散型赤外
線ガス測定装置に関する。
ている複数の成分を吸光度により測定する非分散型赤外
線ガス測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、内燃機関の排気ガスの調査は、
サンプルガスに含まれている炭酸ガス、一酸化炭素、及
び炭化水素の濃度を測定することにより行われている。
このようなガス中の成分の測定には赤外線ガス測定装置
が使用されているが、サンプルガスに含まれている各成
分の濃度は炭酸ガスがパーセントオーダであるのに対し
て、他の一酸化炭素及び炭化水素はＰＰＭオーダのもの
まで測定せねばならず、このためサンプルガスに含まれ
る測定対象ガス間で少なくとも１００倍以上の濃度差が
あるほか、各ガス間での光吸収度に１０倍以上の差があ
る。このため、図７に示したように赤外光源Ｌを備えた
測定セルＣに、モータＭにより駆動されるフィルタＦを
介して各測定ガスの吸収スペクトル光を受けるセンサー
Ｓを設けてなる非分散型赤外線ガス測定装置により上記
複数の成分を測定した場合には、測定光路長を１つのガ
ス、例えば炭化水素ガスに対してのみしか最適な値に設
定できないため、他の測定ガスである一酸化炭素、及び
炭酸ガスの出力特性の直線性が図６（ホ）、（ヘ）に示
すように極めて悪くなるという問題がある。
サンプルガスに含まれている炭酸ガス、一酸化炭素、及
び炭化水素の濃度を測定することにより行われている。
このようなガス中の成分の測定には赤外線ガス測定装置
が使用されているが、サンプルガスに含まれている各成
分の濃度は炭酸ガスがパーセントオーダであるのに対し
て、他の一酸化炭素及び炭化水素はＰＰＭオーダのもの
まで測定せねばならず、このためサンプルガスに含まれ
る測定対象ガス間で少なくとも１００倍以上の濃度差が
あるほか、各ガス間での光吸収度に１０倍以上の差があ
る。このため、図７に示したように赤外光源Ｌを備えた
測定セルＣに、モータＭにより駆動されるフィルタＦを
介して各測定ガスの吸収スペクトル光を受けるセンサー
Ｓを設けてなる非分散型赤外線ガス測定装置により上記
複数の成分を測定した場合には、測定光路長を１つのガ
ス、例えば炭化水素ガスに対してのみしか最適な値に設
定できないため、他の測定ガスである一酸化炭素、及び
炭酸ガスの出力特性の直線性が図６（ホ）、（ヘ）に示
すように極めて悪くなるという問題がある。
【０００３】このような問題を解消するため、各成分ご
とに最適な光路長、例えば炭酸ガスに対しては５ミリメ
ートル程度、一酸化炭素に対しては５０ミリメートル程
度、さらに炭化水素に対しては１００ミリメートル程度
の光路長を有する複数のセルを用意すれば、図６
（イ）、（ロ）、（ハ）に示したように複数の測定ガス
のそれぞれに対して高い直線性を確保することができる
反面、複数のセルを収容するスペースが必要となって装
置の大型化を招くばかりでなく、各セル毎に赤外線源と
赤外検出器を収容しているため、光源の劣化や汚染など
により出力が変動した場合には各セルを分解してメンテ
ナンスを行う必要があり、作業に手間が関かるという問
題の他に、セル間での器差を電気的に補正しなければな
らず、測定回路の構成が複雑になるといった問題があ
る。
とに最適な光路長、例えば炭酸ガスに対しては５ミリメ
ートル程度、一酸化炭素に対しては５０ミリメートル程
度、さらに炭化水素に対しては１００ミリメートル程度
の光路長を有する複数のセルを用意すれば、図６
（イ）、（ロ）、（ハ）に示したように複数の測定ガス
のそれぞれに対して高い直線性を確保することができる
反面、複数のセルを収容するスペースが必要となって装
置の大型化を招くばかりでなく、各セル毎に赤外線源と
赤外検出器を収容しているため、光源の劣化や汚染など
により出力が変動した場合には各セルを分解してメンテ
ナンスを行う必要があり、作業に手間が関かるという問
題の他に、セル間での器差を電気的に補正しなければな
らず、測定回路の構成が複雑になるといった問題があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであってその目的とするところ
は、単一のセル、共通の赤外光源により多種類のガスの
濃度を測定することができる新規な非分散型赤外線ガス
測定装置を提供することである。
題に鑑みてなされたものであってその目的とするところ
は、単一のセル、共通の赤外光源により多種類のガスの
濃度を測定することができる新規な非分散型赤外線ガス
測定装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、測定室を構成する筒状体の
一端に赤外線光源を、また他端に複数の円筒状支持体を
軸方向に移動可能に半固定する固定具を兼ねた蓋体を設
けて測定室を構成し、また前記支持体の先端に被測定成
分に対応したフィルタを有する赤外線検出器を設けて検
出ユニットを構成するようにした。
るために本発明においては、測定室を構成する筒状体の
一端に赤外線光源を、また他端に複数の円筒状支持体を
軸方向に移動可能に半固定する固定具を兼ねた蓋体を設
けて測定室を構成し、また前記支持体の先端に被測定成
分に対応したフィルタを有する赤外線検出器を設けて検
出ユニットを構成するようにした。
【０００６】
【作用】共通の測定室に挿入されている検出ユニットの
先端と赤外光源との距離を検出対象ガスに対応させて外
部から調整して光路長を変更する。
先端と赤外光源との距離を検出対象ガスに対応させて外
部から調整して光路長を変更する。
【０００７】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図は本発明の一実施例を示すもの
で図中符号１は、被測定ガスを収容する測定室２を形成
する筒状体で、後述する赤外線検出ユニット３，４，
５，６を複数収容可能なサイズに選択されており、一端
を蓋体７により封止してここに共通の赤外光源８が固定
され、また他端を検出ユニット３，４，５，６の固定部
材を兼ねる蓋体９がパッキング１０を介挿して固定され
ている。また筒状体１は、その内周面が必要に応じて金
（Ａｕ）等の貴金属のメッキ層が形成されており、さら
にサンプリングガスの流入口１１と排出口１２を穿設し
て測定室２内を一端から他端に向けてサンプリングガス
が流れるように構成されている。
に基づいて説明する。図は本発明の一実施例を示すもの
で図中符号１は、被測定ガスを収容する測定室２を形成
する筒状体で、後述する赤外線検出ユニット３，４，
５，６を複数収容可能なサイズに選択されており、一端
を蓋体７により封止してここに共通の赤外光源８が固定
され、また他端を検出ユニット３，４，５，６の固定部
材を兼ねる蓋体９がパッキング１０を介挿して固定され
ている。また筒状体１は、その内周面が必要に応じて金
（Ａｕ）等の貴金属のメッキ層が形成されており、さら
にサンプリングガスの流入口１１と排出口１２を穿設し
て測定室２内を一端から他端に向けてサンプリングガス
が流れるように構成されている。
【０００８】蓋体９は、検出ユニット３，４，５，６の
外周にほぼ一致する内径を有する複数の通孔１４，１
５，１６，１７が穿設され、またその外周側に形成され
た断面Ｖ字状の溝１９，１９‥‥にパッキング２３，２
３を介して外蓋２４によりパッキング２３を絞めつける
ように構成されている。なお、図中符号２５は赤外線透
過材で形成された窓を示す。
外周にほぼ一致する内径を有する複数の通孔１４，１
５，１６，１７が穿設され、またその外周側に形成され
た断面Ｖ字状の溝１９，１９‥‥にパッキング２３，２
３を介して外蓋２４によりパッキング２３を絞めつける
ように構成されている。なお、図中符号２５は赤外線透
過材で形成された窓を示す。
【０００９】図４は、上述した検出ユニットの一実施例
を示すものであって、図中符号３０は、円筒体からなる
検出器支持体３０で、筒状体１に取り付けたとき先端が
光源８の近傍まで到達する長さを有しており、これの一
端には焦電型赤外線検出器等の小型の赤外線検出器を位
置決め固定するとともに、これの入射口側に被測定ガス
の吸収波長だけを通過させるバンドパスフィルタ３２を
配置し、これらを窓３３を有する止め具３４により固定
してユニットにまとめられている。また必要に応じて支
持体３０の内部に基板３５を収容し、ここにプリアンプ
３６を設け、他端からケーブル３７により測定回路に信
号を出力するように構成されている。
を示すものであって、図中符号３０は、円筒体からなる
検出器支持体３０で、筒状体１に取り付けたとき先端が
光源８の近傍まで到達する長さを有しており、これの一
端には焦電型赤外線検出器等の小型の赤外線検出器を位
置決め固定するとともに、これの入射口側に被測定ガス
の吸収波長だけを通過させるバンドパスフィルタ３２を
配置し、これらを窓３３を有する止め具３４により固定
してユニットにまとめられている。また必要に応じて支
持体３０の内部に基板３５を収容し、ここにプリアンプ
３６を設け、他端からケーブル３７により測定回路に信
号を出力するように構成されている。
【００１０】この実施例において、測定成分に合った波
長特性を備えた検出ユニット３，４，５，６を蓋体９の
通孔１４，１５，１６，１７に挿入してパッキング２
３，２３‥‥を介挿した上で、図５に示したようにギャ
ップｇを残すようにして外蓋２４を借り締めする。この
状態では、各検出ユニット３，４，５，６が図中矢印Ａ
で示すように軸方向に移動可能であるから、各検出ユニ
ット３，４，５，６の先端と窓２５との距離Ｌ1、Ｌ2を
検出すべき成分の赤外線吸収率、及び測定すべき濃度に
合わせて円筒体３０を通孔１４，１５，１６，１７を摺
動させて調整して光路長を決定する。すべての検出ユニ
ット３，４，５，６の光路長を決定した段階で、外蓋２
４を本締めすると、パッキング２３が外蓋２４により圧
迫されて径方向に膨張して支持体３０を絞め付け、蓋体
９に固定する。
長特性を備えた検出ユニット３，４，５，６を蓋体９の
通孔１４，１５，１６，１７に挿入してパッキング２
３，２３‥‥を介挿した上で、図５に示したようにギャ
ップｇを残すようにして外蓋２４を借り締めする。この
状態では、各検出ユニット３，４，５，６が図中矢印Ａ
で示すように軸方向に移動可能であるから、各検出ユニ
ット３，４，５，６の先端と窓２５との距離Ｌ1、Ｌ2を
検出すべき成分の赤外線吸収率、及び測定すべき濃度に
合わせて円筒体３０を通孔１４，１５，１６，１７を摺
動させて調整して光路長を決定する。すべての検出ユニ
ット３，４，５，６の光路長を決定した段階で、外蓋２
４を本締めすると、パッキング２３が外蓋２４により圧
迫されて径方向に膨張して支持体３０を絞め付け、蓋体
９に固定する。
【００１１】この状態で、流入口１１、排出口１２のい
ずれかに図示しないサンプリング機構を接続してサンプ
ルガスを吸引すると、サンプルガスが測定室２を流れ
る。この結果、赤外光源８からの赤外線は、窓２５と検
出ユニット３，４，５，６との距離、つまり光路長と、
その濃度に一致して吸収されて検出ユニット３，４，
５，６に到達する。各ユニット３，４，５，６において
は、それぞれのフィルタ３２により検出対象となるスペ
クトルの赤外線だけが赤外線検出器３１に入射し、吸光
度が電気信号に変換される。この結果、例えば排気ガス
中の炭化水素ガス、一酸化炭素ガス、及び炭酸ガスの３
つの成分を同時に測定しても、図６（イ）、（ロ）、
（ハ）に示したように高い直線性の出力を得ることがで
きる。
ずれかに図示しないサンプリング機構を接続してサンプ
ルガスを吸引すると、サンプルガスが測定室２を流れ
る。この結果、赤外光源８からの赤外線は、窓２５と検
出ユニット３，４，５，６との距離、つまり光路長と、
その濃度に一致して吸収されて検出ユニット３，４，
５，６に到達する。各ユニット３，４，５，６において
は、それぞれのフィルタ３２により検出対象となるスペ
クトルの赤外線だけが赤外線検出器３１に入射し、吸光
度が電気信号に変換される。この結果、例えば排気ガス
中の炭化水素ガス、一酸化炭素ガス、及び炭酸ガスの３
つの成分を同時に測定しても、図６（イ）、（ロ）、
（ハ）に示したように高い直線性の出力を得ることがで
きる。
【００１２】ところで検出すべき成分の濃度を変更する
場合、図５に示したように外蓋２４を緩めて、蓋体９と
の間にギャップｇを形成させてパッキング２３の絞め付
け力を弱めた上で、検出ユニット３を必要に応じて図中
矢印Ａで示す方向に、例えば高い濃度を検出したい場合
には、対象となる検出ユニットを赤外光源８の方向に移
動させて光路長を短縮し、また薄い濃度を検出したい場
合には赤外光源８から後退させて光路長を増大させ、位
置が決まった段階で外蓋２４を絞め付ければよい。
場合、図５に示したように外蓋２４を緩めて、蓋体９と
の間にギャップｇを形成させてパッキング２３の絞め付
け力を弱めた上で、検出ユニット３を必要に応じて図中
矢印Ａで示す方向に、例えば高い濃度を検出したい場合
には、対象となる検出ユニットを赤外光源８の方向に移
動させて光路長を短縮し、また薄い濃度を検出したい場
合には赤外光源８から後退させて光路長を増大させ、位
置が決まった段階で外蓋２４を絞め付ければよい。
【００１３】このように測定セルの分解を必要とするこ
となく、測定光路長を簡単に調整することができるた
め、光源の劣化や、フィルタ３２の汚染などにより測定
感度が変化した場合、若しくは赤外検出器の感度にバラ
付きが存在する場合には、外蓋２４を緩めて検出ユニッ
ト３，４，５，６を外側から軸方向に移動させるだけ
で、器差を補正することができるから、補正用の電気回
路が不要となる。
となく、測定光路長を簡単に調整することができるた
め、光源の劣化や、フィルタ３２の汚染などにより測定
感度が変化した場合、若しくは赤外検出器の感度にバラ
付きが存在する場合には、外蓋２４を緩めて検出ユニッ
ト３，４，５，６を外側から軸方向に移動させるだけ
で、器差を補正することができるから、補正用の電気回
路が不要となる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
測定室を構成する測定セル容器の一端に赤外線光源を、
また他端に筒状体を軸方向に移動可能に半固定する固定
具を兼ねた蓋体を設るとともに、蓋体に通孔を穿設し
て、この通孔に被測定成分に対応したフィルタを有する
赤外線検出器を支持体の先端に固定した検出ユニットを
挿入するようにしたので、単一の測定室により複数の成
分を測定することができるばかりでなく、被測定ガス成
分の濃度変化に対応して光路長を簡単に再設定すること
ができる。
測定室を構成する測定セル容器の一端に赤外線光源を、
また他端に筒状体を軸方向に移動可能に半固定する固定
具を兼ねた蓋体を設るとともに、蓋体に通孔を穿設し
て、この通孔に被測定成分に対応したフィルタを有する
赤外線検出器を支持体の先端に固定した検出ユニットを
挿入するようにしたので、単一の測定室により複数の成
分を測定することができるばかりでなく、被測定ガス成
分の濃度変化に対応して光路長を簡単に再設定すること
ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す装置の断面図である。
【図２】同上装置の検出ユニット取り付け側の蓋体の構
造を示す正面図である。
造を示す正面図である。
【図３】同上装置の検出ユニット取り付け側からから見
た構造を示す正面図である。
た構造を示す正面図である。
【図４】検出ユニットの一実施例を示す断面図である。
【図５】同上装置の検出ユニットの位置調整作業を示す
図である。
図である。
【図６】同図（イ）乃至（ハ）はそれぞれ本発明の装置
による炭化水素ガス、一酸化炭素ガス、及び炭酸ガスの
濃度と検出出力との関係を示す線図であり、同図（ニ）
乃至（ヘ）はそれぞれ従来装置による炭化水素ガス、一
酸化炭素ガス、及び炭酸ガスの濃度と検出出力との関係
を示す線図である。
による炭化水素ガス、一酸化炭素ガス、及び炭酸ガスの
濃度と検出出力との関係を示す線図であり、同図（ニ）
乃至（ヘ）はそれぞれ従来装置による炭化水素ガス、一
酸化炭素ガス、及び炭酸ガスの濃度と検出出力との関係
を示す線図である。
【図７】従来の非分散型赤外線ガス測定装置の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 筒状体 ２ 測定室 ３，４，５，６ 検出ユニット ７ 蓋体 ８ 赤外光源 ９ 蓋体 １１ サンプルガス流入口 １２ サンプルガス排出口 １４，１５，１６，１７ 検出ユニット挿入孔 １９ 溝 ２３ パッキング ３０ 検出器支持体 ３１ 赤外線検出器 ３２ フィルタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−194334（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−340868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−204546（ＪＰ，Ａ) 実公 昭41−9433（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ) 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (1)
- 【請求項１】 測定室を構成する筒状体の一端に赤外線
光源を、また他端に複数の円筒状支持体を軸方向に移動
可能に半固定する固定具を兼ねた蓋体を設けて測定室を
構成し、また前記支持体の先端に被測定成分に対応した
フィルタを有する赤外線検出器を設けて検出ユニットを
構成してなる非分散型赤外線ガス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35294392A JP3273520B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 非分散型赤外線ガス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35294392A JP3273520B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 非分散型赤外線ガス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06180284A JPH06180284A (ja) | 1994-06-28 |
| JP3273520B2 true JP3273520B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=18427517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35294392A Expired - Lifetime JP3273520B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 非分散型赤外線ガス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3273520B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342948B1 (en) * | 1998-11-20 | 2002-01-29 | Waters Investments Limited | Dual pathlength system for light absorbance detection |
| JP4063626B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2008-03-19 | 株式会社堀場製作所 | 赤外線ガス分析計 |
| JP4641410B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2011-03-02 | 矢崎総業株式会社 | 光路長設定支援装置及び濃度測定システム |
| JP2011169633A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Hamamatsu Photonics Kk | ガス濃度算出装置およびガス濃度計測モジュール |
| CN105043536B (zh) * | 2015-08-04 | 2017-09-26 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种多通道光合作用有效辐射传感器的校准装置及校准方法 |
-
1992
- 1992-12-11 JP JP35294392A patent/JP3273520B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06180284A (ja) | 1994-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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