JP4120557B2 - Infrared gas analyzer - Google Patents

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Description

本発明は、赤外活性な被測定成分ガスの赤外線スペクトル吸収に伴うガス圧変動によるガスの流れを利用して、試料ガス濃度(特定ガス種の濃度)を計測する赤外線ガス分析計に関し、さらに詳細には内部にガスを封入して用いる検出部の構成に関する。   The present invention relates to an infrared gas analyzer for measuring a sample gas concentration (concentration of a specific gas species) using a gas flow caused by a gas pressure fluctuation accompanying infrared spectrum absorption of an infrared active component gas, Specifically, the present invention relates to a configuration of a detection unit that is used with gas filled therein.

2つ以上の異なる原子から成る異核分子の多くは、波長1〜20μm の赤外光を照射すると、その化学種に特有の振動および回転の運動エネルギー準位の遷移が起こり、特定の赤外線スペクトルを吸収し、内部エネルギーや体積あるいは圧力の増加など、熱力学的な変化を引き起こす。非分散型赤外線ガス分析計(以下、NDIRという)は、この様なガス成分の特性を利用して、その濃度を計測する分析機器である。   Many of the heteronuclear molecules composed of two or more different atoms undergo vibrational and rotational kinetic energy level transitions specific to the chemical species when irradiated with infrared light having a wavelength of 1 to 20 μm, and a specific infrared spectrum. This causes thermodynamic changes such as an increase in internal energy, volume or pressure. A non-dispersive infrared gas analyzer (hereinafter referred to as NDIR) is an analytical instrument that measures the concentration by utilizing such characteristics of gas components.

ガス圧変動によるガスの流れを検出する熱線式フローセンサを検出器として搭載したシングルビーム式NDIRの構成を図6に示す。図に示すようにこの種のNDIRは、一般に、赤外光を発生するための光源部20、試料ガス(被測定ガス)が導入されるセル部30、セル部30を通過した赤外光の強度を計測することで最終的に試料濃度を計測する検出部40の3つのユニットから構成されている。光源部20は赤外光の発生を担い、赤外光を発生させるための発生源であるヒーター(光源)21と、赤外光を断続してセル部30およびディテクター部40に入射させるためのチョッパー22とから構成されている。   FIG. 6 shows the configuration of a single-beam NDIR equipped with a hot-wire flow sensor that detects a gas flow due to gas pressure fluctuations as a detector. As shown in the figure, this type of NDIR generally includes a light source unit 20 for generating infrared light, a cell unit 30 into which a sample gas (gas to be measured) is introduced, and infrared light that has passed through the cell unit 30. It is composed of three units of a detection unit 40 that finally measures the sample concentration by measuring the intensity. The light source unit 20 is responsible for the generation of infrared light, and is used to intermittently make the infrared light incident on the cell unit 30 and the detector unit 40 and a heater (light source) 21 that is a generation source for generating infrared light. And a chopper 22.

チョッパー22は、例えば、光源21からの光の通過を許容するように、一部を切り欠いた切り欠き部が形成された2枚羽根の回転円板と、この回転円板を回転駆動するモータとで構成されている。回転円板をモータで回転させることで、回転円板の未切り欠き部(遮光部)が光源21の前に位置している際には光源21からの赤外光を遮光し、切り欠き部が光源21の前に位置している際には光源21からの赤外光が通過し、セル部30に照射される。   The chopper 22 includes, for example, a two-bladed rotating disk formed with a notch partly cut out so as to allow light from the light source 21 to pass, and a motor that rotationally drives the rotating disk. It consists of and. By rotating the rotating disk with a motor, when the uncut portion (light shielding portion) of the rotating disk is positioned in front of the light source 21, the infrared light from the light source 21 is shielded and the notched portion. Is positioned in front of the light source 21, infrared light from the light source 21 passes through and is irradiated to the cell unit 30.

セル部30は、試料ガスが導入される部位であって、パイプ31の前後端は赤外線が広いスペクトル域で透過可能なガラスやCF等の赤外線透過性窓板32で封止されている。パイプ31の側面には一端から他端へガスが流れるようにガスの導出入孔33が形成される。また、そのパイプ31の内面は赤外光を効率よく反射するために、鏡面仕上げや金などのコーティングが施されている。 The cell part 30 is a part into which a sample gas is introduced, and the front and rear ends of the pipe 31 are sealed with an infrared transmissive window plate 32 such as glass or CF 2 that can transmit infrared rays in a wide spectral range. A gas outlet / inlet hole 33 is formed on the side surface of the pipe 31 so that the gas flows from one end to the other end. The inner surface of the pipe 31 is mirror-finished or coated with gold or the like in order to efficiently reflect infrared light.

検出部40は、金属ブロック47で構成され、ブロック47内にはガス(受感ガス)が封入された前室41と後室42が形成されている。前室41、後室42は、各室の境界が窓板32、45、46で仕切られてある。
前室41、後室42に封入されるガスは、NDIRの被測定対象となる、例えば、CO等の高濃度のガス、あるいは、Ar、He、N等の不活性ガスで希釈されたガスが充填されている。
The detection unit 40 includes a metal block 47, and a front chamber 41 and a rear chamber 42 in which a gas (sensitive gas) is sealed are formed in the block 47. In the front chamber 41 and the rear chamber 42, the boundaries between the chambers are partitioned by window plates 32, 45, and 46.
The gas sealed in the front chamber 41 and the rear chamber 42 is diluted with a high-concentration gas such as CO 2 or an inert gas such as Ar, He, or N 2 to be measured by NDIR. Filled with gas.

NDIRは、試料ガスが導入されたセル部30を透過してきた赤外光を検出部40の前室41、後室42内に入射させ、前後2室に封入されたガスを赤外光で昇温することによりガスを膨張させて昇圧させる。このとき前室41側が後室42側より加圧状態になる。前室41、後室42を連通する連通路43内に前後2室間の圧力差を検出するフローセンサ等のセンサ44を配置しておくことで、センサ44により圧力差を検出する。この圧力差は試料ガスを通過する赤外線強度に依存しており、試料ガスを通過した赤外線強度は試料ガス中の赤外線吸収ガスの濃度に依存することから、センサにより検出した圧力差に基づいて試料ガス中の赤外線吸収ガス濃度を測定することができる。   In NDIR, infrared light that has passed through the cell unit 30 into which the sample gas has been introduced enters the front chamber 41 and the rear chamber 42 of the detection unit 40, and the gas enclosed in the two front and rear chambers rises with infrared light. The gas is expanded by heating to increase the pressure. At this time, the front chamber 41 side is more pressurized than the rear chamber 42 side. By arranging a sensor 44 such as a flow sensor for detecting a pressure difference between the two front and rear chambers in a communication passage 43 that communicates with the front chamber 41 and the rear chamber 42, the pressure difference is detected by the sensor 44. This pressure difference depends on the intensity of infrared rays that pass through the sample gas. Since the intensity of infrared rays that have passed through the sample gas depends on the concentration of the infrared absorbing gas in the sample gas, the sample is based on the pressure difference detected by the sensor. The concentration of infrared absorbing gas in the gas can be measured.

ところで、前室41、後室42には上述したようにガス(受感ガス)を封入する必要があり、そのため、ブロック47の壁面を貫通するように前室41、後室42に、ガス封入のためのガス封入流路48、49が形成されている。   By the way, it is necessary to enclose gas (sensitive gas) in the front chamber 41 and the rear chamber 42 as described above. For this reason, the front chamber 41 and the rear chamber 42 are filled with gas so as to penetrate the wall surface of the block 47. Gas-filled flow paths 48 and 49 for the above are formed.

ところで、前室41、42へのガス封入は以下のようにして行われている。ガス封入流路48、49の外壁側には銅パイプ50、51が接着してあり、銅パイプ50、51は、図示しない真空ポンプと受感ガスのガスボンベとに流路が接続してある。
そして、まず真空ポンプにより銅パイプ50、51から前室41、後室42内を真空引きし、真空引きを終えると、続いてガスボンベ側から前室41、後室42内にガス(受感ガス)を充填する。
By the way, the gas filling into the front chambers 41 and 42 is performed as follows. Copper pipes 50 and 51 are bonded to the outer wall side of the gas-filled flow channels 48 and 49, and the copper pipes 50 and 51 are connected to a vacuum pump (not shown) and a gas cylinder for the sensitive gas.
First, the inside of the front chamber 41 and the rear chamber 42 is evacuated from the copper pipes 50 and 51 by a vacuum pump, and when the evacuation is finished, the gas (sensitive gas) is subsequently introduced into the front chamber 41 and the rear chamber 42 from the gas cylinder side. ).

ガスが充填されると、銅パイプ50、51をブロック47の外側位置52、53で圧切する。これにより、前室41、後室42内に規定濃度のガスが封止される。   When the gas is filled, the copper pipes 50 and 51 are cut off at the outer positions 52 and 53 of the block 47. As a result, a gas having a specified concentration is sealed in the front chamber 41 and the rear chamber 42.

しかしながら、パイプを圧切して封止する方法では、圧切時に銅パイプ50、51とブロック47との接着面に負荷がかかり、そこから漏れが発生しやすくなっていた。
また、圧切時には漏れが発生しなくても、パイプの突出部が残るので衝突して折れることにより漏れが生じやすくなっていた。
また、突出部は外気温度の影響を受けやすいため、外気温によるガス体積の変化が分析計の性能を低下させることになっていた。
However, in the method of cutting and sealing the pipe, a load is applied to the bonding surface between the copper pipes 50 and 51 and the block 47 at the time of cutting and leakage tends to occur from there.
Further, even if no leakage occurs at the time of pressure cutting, since the protruding portion of the pipe remains, the leakage is likely to occur by colliding and breaking.
In addition, since the protruding portion is easily affected by the outside air temperature, a change in the gas volume due to the outside air temperature is supposed to deteriorate the performance of the analyzer.

そのため、他の従来例として、図7に示すように、銅パイプ50、51を圧切して封止するのではなく、銅パイプ50、51のガス流路にボール54、55を圧入するようにして封止することがなされている。ボールを圧入して封止する場合に、突出した銅パイプ部分で封止するのではなく、金属ケース(ブロック)に切削して形成した円形の孔(ガス封入流路)に、孔の内径に比して大きめの直径に設計され、金属より硬度が高い表面の滑らかな硬質ボールを、プレス機を用いて圧入することが開示されている(例えば特許文献1参照)。
特開2000−28520号公報
Therefore, as another conventional example, as shown in FIG. 7, the balls 54 and 55 are press-fitted into the gas flow paths of the copper pipes 50 and 51 instead of being cut off and sealed. And is sealed. When sealing the ball by press-fitting, it is not sealed with the protruding copper pipe part, but in the circular hole (gas-filled flow path) formed by cutting in the metal case (block), the inner diameter of the hole It has been disclosed to press-fit a smooth hard ball having a surface having a larger diameter than that of a metal and having a hardness higher than that of a metal using a press (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-28520 A

上述したように、ブロック内に形成したガス封入流路にボールを圧入するようにして封止することにより、突出した銅パイプ部分がなくなるので、銅パイプに起因する漏れはなくなり、外気温度の影響も受けにくくなる。
しかしながら、ボールをガス封入流路に圧入した場合、ボールとガス封入流路とは線接触であり、接触部分のガス封入流路が汚れていたり、わずかな傷があったりすると漏れが生じやすかった。
また、ボールをガス封入流路内に急激に押し込むことにより、ボールが流路を閉塞した状態で移動することになり前室、後室の圧力が変化するが、このとき圧力衝撃がセンサに加わることになる。高感度のフローセンサなど衝撃に弱いセンサが使われると、ボール圧入時にセンサを傷めるおそれがあった。
また、ボールが流路を閉塞した状態で移動することにより、封入ガス圧力が昇圧してしまう。
As described above, by sealing the ball by press-fitting the ball into the gas-filled flow path formed in the block, there is no protruding copper pipe part, so there is no leakage caused by the copper pipe, and the influence of the outside air temperature. It becomes difficult to receive.
However, when the ball is press-fitted into the gas-filled flow path, the ball and the gas-filled flow path are in line contact, and if the gas-filled flow path at the contact portion is dirty or has a slight flaw, leakage is likely to occur. .
In addition, when the ball is suddenly pushed into the gas-filled flow path, the ball moves while the flow path is closed, and the pressure in the front chamber and the rear chamber changes. At this time, pressure shock is applied to the sensor. It will be. If a sensitive sensor such as a highly sensitive flow sensor is used, the sensor may be damaged when the ball is pressed.
In addition, when the ball moves in a state where the flow path is closed, the sealed gas pressure is increased.

そこで、本発明は封入したガス(受感ガス)の漏れが生じにくく、外気温度の影響を受けにくい検出部を備えた赤外線ガス分析計を提供することを目的とする。
さらに、ガス封入時に封入ガスの圧力が変動しにくく、センサなどを傷めることがない検出部を備えた赤外線ガス分析計(NDIR)を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an infrared gas analyzer including a detection unit that is less likely to cause leakage of enclosed gas (sensitive gas) and is not easily affected by outside air temperature.
It is another object of the present invention to provide an infrared gas analyzer (NDIR) provided with a detection unit that does not easily change the pressure of the sealed gas during gas filling and does not damage the sensor or the like.

上記課題を解決するためになされた本発明の赤外線ガス分析計は、光源から導かれる赤外線の光路上に試料ガスが導入される測定セルと、測定セルに隣接するブロックに形成され測定セルを通過した赤外線を検出する検出部とを備えた赤外線ガス分析計であって、検出部が、ブロックの壁面に囲まれた前室および後室と、これら2室を連通する連通路と、連通路内にあって前室と後室との圧力差を検出するセンサと、ブロックの壁面を貫通する流路であって前室、後室にガスを封入した後に閉塞されるガス封入流路とから構成され、ガス封入流路はプラグが固定される段差部を有するとともに、外側面が円柱状のプラグにより閉塞され、前記プラグは外側面が円柱状で、かつ、上面に穴部が形成されるプラグ本体と、穴部に嵌入する嵌入部材とからなり、プラグ本体の外側面径は嵌入部材が嵌めこまれていない状態ではガス封入流路の内径よりわずかに小さく、穴部に嵌入部材を嵌めた状態でプラグ本体の外側面がガス封入流路内面に当接するように形成されているようにしている。
The infrared gas analyzer of the present invention made to solve the above problems is a measurement cell in which a sample gas is introduced into an infrared optical path guided from a light source, and a block formed adjacent to the measurement cell and passed through the measurement cell. An infrared gas analyzer including a detection unit for detecting infrared rays, wherein the detection unit includes a front chamber and a rear chamber surrounded by a wall surface of the block, a communication path communicating these two chambers, and a communication path And a sensor that detects a pressure difference between the front chamber and the rear chamber, and a gas passage that passes through the wall surface of the block and is closed after gas is sealed in the front chamber and the rear chamber. The gas-filled flow path has a step portion to which the plug is fixed, the outer surface is closed by a cylindrical plug, and the plug has a cylindrical shape on the outer surface and a hole is formed on the upper surface. Main body and fitting member to be fitted into the hole The outer diameter of the plug body is slightly smaller than the inner diameter of the gas-filled flow path when the fitting member is not fitted, and the outer face of the plug body is gas-filled with the fitting member fitted in the hole. It is to so that is formed so as to abut against the road inner surface.

この発明によれば、検出部のブロックの壁面を貫通するガス封入流路には、円柱状の外側面を有するプラグが挿入される。これにより、ガス封入流路とプラグの外側面とが面接触するのでガス封入流路に汚れやわずかな傷がある場所があったとしても、それ以外の場所で封止することができるので、ガスの漏れが生じにくい構造にすることができる。
また、プラグ本体をガス封入流路内に入れるときにはガス封入通路の内壁とプラグ外側面との間にわずかな隙間があり封入ガスが隙間から抜けることができるので、前室、後室内に圧力衝撃を与えることがなく、連通路のセンサにも衝撃が加わることはない。プラグ本体をガス封入封路内に入れた後に、嵌入部材を穴部に嵌めるようにすることで、プラグ本体が径方向に広がってプラグ本体の外径が増大し、ガス封入流路を閉塞する。
さらに、段差部分でプラグを固定することにより、軸方向への移動を完全に防ぐことができる。
According to this invention, the plug having the cylindrical outer surface is inserted into the gas-filled flow path that penetrates the wall surface of the block of the detection unit. As a result, since the gas-filled flow path and the outer surface of the plug are in surface contact, even if there is a place where the gas-filled flow path has dirt or slight scratches, it can be sealed in other places, A structure in which gas leakage is less likely to occur can be achieved.
In addition, there is a slight gap between the inner wall of the gas filling passage and the outer surface of the plug when the plug body is placed in the gas filling flow path, so that the sealed gas can escape from the gap, so that pressure shocks are generated in the front and rear chambers. No impact is applied to the communication path sensor. After inserting the plug body into the gas-sealed sealing path, the fitting member is fitted into the hole, so that the plug body expands in the radial direction and the outer diameter of the plug body increases to close the gas-filled flow path. .
Furthermore, by fixing the plug at the step portion, the movement in the axial direction can be completely prevented.

また、ガス封入流路の内壁と接触する部分と非接触の部分とが交互に形成されるようにプラグ外側面に凹凸が形成されるようにしてもよい。
これによれば、ガス封入流路内壁とプラグ外側面との間の凹凸による咬み合いによる多重のシール効果によって外側面全面が面接触する場合よりもガス封入流路内壁とプラグ外側面とが接触する部分のシール性が改善され、さらに漏れの生じにくい構造にすることができる。
Moreover, you may make it an unevenness | corrugation be formed in a plug outer surface so that the part which contacts the inner wall of a gas enclosure flow path, and the non-contact part may be formed alternately.
According to this, the inner wall of the gas sealing channel and the outer surface of the plug are in contact with each other than the case where the entire outer surface is in surface contact due to the multiple sealing effect caused by the unevenness between the inner wall of the gas sealing channel and the outer surface of the plug. The sealing performance of the portion to be improved is improved, and a structure in which leakage does not easily occur can be achieved.

プラグとブロックとは同じ材料同じか熱膨張係数が略等しい材料が用いられるようにしてもよい。
これによれば、温度変化が生じてもプラグとブロックとの熱膨張係数が同じか略等しいため、シール部分での熱の影響が小さくなり、シール性が改善される。
熱膨張係数が略等しい場合としては、例えば銅-SUS程度の差であれば十分許容される。
The plug and the block may be made of the same material or materials having substantially the same thermal expansion coefficient.
According to this, even if a temperature change occurs, the thermal expansion coefficients of the plug and the block are the same or substantially equal, so that the influence of heat at the seal portion is reduced, and the sealing performance is improved.
As a case where the thermal expansion coefficients are substantially equal, for example, a difference of about copper-SUS is sufficiently acceptable.

プラグ本体の上面の穴部はテーパー形状をなすようにしてもよい。
これにより、嵌入部材を嵌めるときにプラグ本体は半径方向に有効に広がり、軸方向にはほとんど移動しないのでセンサへの圧力衝撃はさらに発生しなくなる。
The hole on the upper surface of the plug body may have a tapered shape.
As a result, when the fitting member is fitted, the plug body effectively spreads in the radial direction and hardly moves in the axial direction, so that a pressure impact on the sensor is not further generated.

以下、本発明の実施態様を、図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の一実施形態である赤外線ガス分析計(NDIR)の全体構成図である。
図1のNDIRは、大きく分けると検出部10、光源部20、セル部30とからなる。このうち光源部20、セル部30については、従来例で示した図6と同じであるので同一符号を付すことにより、説明を省略する。また、検出部10についても図6と同じものについては同符号を付すことにより一部説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an infrared gas analyzer (NDIR) according to an embodiment of the present invention.
The NDIR in FIG. 1 is roughly composed of a detection unit 10, a light source unit 20, and a cell unit 30. Among them, the light source unit 20 and the cell unit 30 are the same as those in the conventional example shown in FIG. Also, with respect to the detection unit 10, the same components as those in FIG.

検出部10は、アルミのブロック11で構成される。ブロックとしてはアルミに限られず、銅、ステンレスなどの金属であってもよい。
ブロック11内にはセル30に近い側から前室41、後室42が形成され、前室41は窓板32、45により仕切られ、後室42は窓板45、46により仕切られている。これらの窓板32、45、46は、赤外線を透過するCaFが用いられている。
The detection unit 10 includes an aluminum block 11. The block is not limited to aluminum but may be a metal such as copper or stainless steel.
In the block 11, a front chamber 41 and a rear chamber 42 are formed from the side close to the cell 30. The front chamber 41 is partitioned by window plates 32 and 45, and the rear chamber 42 is partitioned by window plates 45 and 46. These window plate 32,45,46 are CaF 2 is used to transmit infrared.

ブロック11の壁面42には、前室41から後室42に連通する連通路43が形成され、連通路43の途中にセンサ44が取り付けてある。センサ44は2室間の圧力差を検出できるものであればよく、例えば薄膜型熱線式フローセンサが好適である。   A communication passage 43 that communicates from the front chamber 41 to the rear chamber 42 is formed on the wall surface 42 of the block 11, and a sensor 44 is attached in the middle of the communication passage 43. The sensor 44 may be any sensor as long as it can detect a pressure difference between the two chambers. For example, a thin film type hot wire flow sensor is suitable.

前室41からブロック11の壁面を貫通するようにガス封入流路12、13が形成してある。ガス封入流路13の内径aはガス封入流路12の内径bより大きくしてあり、ガス封入流路13とガス封入流路12との境界に段差が形成されている。
同様に、後室42からブロック11の壁面を貫通するようにガス封入流路14、15が形成してあり、ガス封入流路15の内径cは、ガス封入流路14の内径dより大きくしてあり、ガス封入流路15とガス封入流路14との境界に段差が形成されている。
Gas-filled flow channels 12 and 13 are formed so as to penetrate the wall surface of the block 11 from the front chamber 41. The inner diameter a of the gas sealing channel 13 is larger than the inner diameter b of the gas sealing channel 12, and a step is formed at the boundary between the gas sealing channel 13 and the gas sealing channel 12.
Similarly, the gas filling channels 14 and 15 are formed so as to penetrate the wall surface of the block 11 from the rear chamber 42, and the inner diameter c of the gas sealing channel 15 is made larger than the inner diameter d of the gas sealing channel 14. A step is formed at the boundary between the gas sealing channel 15 and the gas sealing channel 14.

ガス封入流路13、15内には、ガス封入流路12、13、ガス封入流路14、15からガス(受感ガス)を封入した後に、円柱状のプラグ16、17が嵌め込んで、流路を閉塞するようにしてある。   After the gas (sensitive gas) is sealed from the gas sealing channels 12 and 13 and the gas sealing channels 14 and 15 into the gas sealing channels 13 and 15, cylindrical plugs 16 and 17 are fitted, The flow path is closed.

このプラグ16,17の材料には、ブロック11と同じものを用いることが熱膨張による影響をなくす点から好ましく、例えばアルミのブロックの場合はアルミのプラグを用いるのが好適である。なお、銅とSUSのように熱膨張係数が近い材料同士を用いてもよい。   The plugs 16 and 17 are preferably made of the same material as that of the block 11 from the viewpoint of eliminating the influence of thermal expansion. For example, in the case of an aluminum block, an aluminum plug is preferably used. In addition, you may use materials with a similar thermal expansion coefficient like copper and SUS.

プラグ16、17をガス封入流路13、25内に取り付ける際に、プラグ16、17の先端が流路の段差部分に当接するようにすれば、封止された空間の容積が一定になり、前室41、後室42のガス圧力も再現性よく設定できるので望ましい。   When the plugs 16 and 17 are installed in the gas-filled flow channels 13 and 25, if the tips of the plugs 16 and 17 are brought into contact with the stepped portion of the flow channel, the volume of the sealed space becomes constant, The gas pressures in the front chamber 41 and the rear chamber 42 are desirable because they can be set with good reproducibility.

円柱状のプラグ16、17は、ガス封入流路13の内径aよりわずかに大きい外径のものを圧入するようにすれば、簡単に封止することができる。そのため、センサなどに特に影響を及ぼすことがない場合はこの方法でも問題なく封止することができる。   The cylindrical plugs 16 and 17 can be easily sealed if a plug having an outer diameter slightly larger than the inner diameter a of the gas-filled flow path 13 is press-fitted. Therefore, when there is no particular influence on the sensor or the like, sealing can be performed without any problem even with this method.

しかし、プラグ挿入の際に圧力衝撃がセンサ44に加わるので、圧力変動に弱いセンサ44を用いた場合にはセンサ44を傷めるおそれがある。
そのため、圧力衝撃がセンサ44に加わらないようなプラグ封入方法およびそのときのプラグ形状の実施形態について次に説明する。
However, since a pressure shock is applied to the sensor 44 when the plug is inserted, the sensor 44 may be damaged when the sensor 44 that is weak against pressure fluctuation is used.
Therefore, an embodiment of a plug sealing method that prevents pressure shock from being applied to the sensor 44 and an embodiment of the plug shape at that time will be described below.

図2は本発明の一実施形態であるプラグの拡大断面図である。このプラグ18は、外側面が円柱形状で上面に穴部2が形成されたプラグ本体1と、プラグ本体1の穴部2に嵌めこむことができるようにした嵌入部材3とから構成される。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a plug according to an embodiment of the present invention. The plug 18 includes a plug main body 1 having a cylindrical outer surface and a hole 2 formed on the upper surface, and an insertion member 3 that can be fitted into the hole 2 of the plug main body 1.

穴部2の内面形状と勘合部材3の外面形状とは互いに嵌合できる関係にしてあり、勘合部材3は、勘合部材3を穴部2に嵌入したときにプラグ本体1を押し広げてプラグ本体1の径がわずかに広がるような寸法関係にしてある。   The shape of the inner surface of the hole 2 and the shape of the outer surface of the fitting member 3 can be fitted to each other. The fitting member 3 expands the plug body 1 when the fitting member 3 is fitted into the hole 2 and plug body The dimensional relationship is such that the diameter of 1 slightly expands.

なお、本実施例では穴部2の内面形状がテーパー穴であり、嵌入部材3がこのテーパー穴に対応したテーパーロッド形状を有するようにしてある。これは穴部2と勘合部材3とをテーパー穴とテーパーロッド形状とすることにより、嵌入させる際に勘合部材をプラグ本体1にスムーズに挿入することができるようにするためである。   In this embodiment, the inner surface shape of the hole 2 is a tapered hole, and the fitting member 3 has a tapered rod shape corresponding to the tapered hole. This is because the hole 2 and the fitting member 3 are formed into a tapered hole and a tapered rod shape so that the fitting member can be smoothly inserted into the plug body 1 when fitted.

また、嵌入部材3の中心にはガス抜き用の貫通孔4が形成してあり、嵌入部材3を穴部2に嵌入したときにガスが閉じ込められないようにしてある。   Further, a through hole 4 for venting gas is formed at the center of the fitting member 3 so that the gas is not confined when the fitting member 3 is fitted into the hole 2.

次に、図2に示したプラグ18をガス封入流路13、15への取り付ける手順について図を用いて説明する。図3、図4は、プラグ18をガス封入流路内に挿入するときの状態を説明する図である。プラグ18を挿入する際に、図3に示すように、真空排気ラインに接続される配管口62、ガス封入ラインに接続される配管口63が形成された容器61からなる封止用治具60が用いられる。
容器61内には封止に用いるプラグ本体1と嵌入部材3とが分離した状態で図示しないマニュピレータで保持されており、マニュピレータの操作により、プラグ本体1、嵌入部材3が順次ガス封入流路内に押し込むことができるようになっている。
Next, a procedure for attaching the plug 18 shown in FIG. 2 to the gas-filled flow paths 13 and 15 will be described with reference to the drawings. 3 and 4 are diagrams for explaining a state when the plug 18 is inserted into the gas-filled flow path. When the plug 18 is inserted, as shown in FIG. 3, a sealing jig 60 comprising a container 61 in which a piping port 62 connected to the vacuum exhaust line and a piping port 63 connected to the gas filling line are formed. Is used.
In the container 61, the plug body 1 used for sealing and the fitting member 3 are held by a manipulator (not shown) in a separated state. By the operation of the manipulator, the plug body 1 and the fitting member 3 are sequentially placed in the gas-filled flow path. Can be pushed into.

ガス封入流路13、15(ガス封入流路15側は図示していない)を覆うように容器61をブロック11の外壁面に当接する。
配管口62に接続されている真空排気ラインにより、容器61内およびガス封入流路13、12、前室41、連通路43、後室42を真空引きする。
The container 61 is brought into contact with the outer wall surface of the block 11 so as to cover the gas filling channels 13 and 15 (the gas filling channel 15 side is not shown).
The inside of the container 61 and the gas-filled flow paths 13 and 12, the front chamber 41, the communication path 43, and the rear chamber 42 are evacuated by a vacuum exhaust line connected to the piping port 62.

真空引きを終えると、真空排気ラインを閉じ、ガス封入ラインを開いてガス(受感ガス)をゆっくり導入する。このときに大きな圧力変動が生じないように注意する。所望の圧力までガスが充填されると、ガス封入ラインを閉じる。   When the evacuation is finished, the evacuation line is closed, the gas filling line is opened, and the gas (sensitive gas) is slowly introduced. Care should be taken not to cause large pressure fluctuations at this time. When the gas is filled to the desired pressure, the gas fill line is closed.

続いて図4(a)に示すように、マニュピレータを駆動してプラグ本体1をガス封入流路13、15内に送り、図4(b)に示すように段差部分で当接するようにする。このときガス封入流路13、15の内径に比してプラグ本体1の外径が小さくしてあるため、ガス封入流路12内壁とプラグ本体1との間に隙間が生じており隙間を介してガスが抜けるので、ガス封入流路2より奥側の圧力が変動することはない。
また、以上の封止工程は、流路13、15について同時に行うことにより両室の圧力差は生じない。
Subsequently, as shown in FIG. 4A, the manipulator is driven to send the plug body 1 into the gas-filled flow passages 13 and 15 so as to abut on the stepped portion as shown in FIG. 4B. At this time, since the outer diameter of the plug body 1 is smaller than the inner diameters of the gas-filled flow paths 13 and 15, a gap is generated between the inner wall of the gas-filled flow path 12 and the plug body 1, and the gap is interposed therebetween. Therefore, the pressure behind the gas-filled flow path 2 does not fluctuate.
Moreover, the pressure difference of both chambers does not arise by performing the above sealing process about the flow paths 13 and 15 simultaneously.

続いてプラグ本体1が段差部分で固定された状態で、マニュピレータを駆動して嵌入部材3プラグ本体1の穴部2に挿入する。これにより、図4(c)に示すようにプラグ本体1が径方向に押し広げられ、プラグ本体1の外側面とガス封入流路13、15の内壁面とが面接触することとなり漏れの生じにくいシールが形成される。   Subsequently, in a state where the plug body 1 is fixed at the step portion, the manipulator is driven and inserted into the hole 2 of the plug member 3 plug body 1. As a result, as shown in FIG. 4C, the plug body 1 is expanded in the radial direction, and the outer surface of the plug body 1 and the inner wall surfaces of the gas-filled flow passages 13 and 15 are brought into surface contact with each other to cause leakage. A difficult seal is formed.

図5は、図2におけるプラグ本体1をさらに改良したプラグ本体の拡大断面図である。このプラグ本体5では、円柱形状のテーパー穴が形成されるとともに穴部6その外側面において周方向に複数の溝7が刻んである。図1のガス封入流路13、15にプラグ本体5を入れて図2の嵌入部材3を穴部6に挿入するとガス封入流路13、15の内壁とプラグ本体19の凹凸面とが咬み合うことにより、シール性をさらに向上させることができる。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a plug body obtained by further improving the plug body 1 in FIG. In the plug body 5, a cylindrical tapered hole is formed, and a plurality of grooves 7 are cut in the circumferential direction on the outer surface of the hole 6. When the plug body 5 is inserted into the gas sealing flow paths 13 and 15 of FIG. 1 and the fitting member 3 of FIG. 2 is inserted into the hole 6, the inner walls of the gas sealing flow paths 13 and 15 and the uneven surface of the plug main body 19 are engaged. As a result, the sealing performance can be further improved.

本発明は、検出部に封入されるガスの漏れが生じにくいNDIR(赤外線ガス分析計)を製造する際に利用することができる。   The present invention can be used when manufacturing an NDIR (infrared gas analyzer) in which leakage of gas sealed in the detection unit is unlikely to occur.

本発明の一実施例である赤外線ガス分析計の構成図。The block diagram of the infrared gas analyzer which is one Example of this invention. 本発明の他の一実施例である赤外線ガス分析計に用いるプラグの断面図。Sectional drawing of the plug used for the infrared gas analyzer which is another Example of this invention. ガス封入流路内にプラグを挿入するときの状態を説明する図。The figure explaining the state when inserting a plug in a gas enclosure flow path. ガス封入流路内にプラグを挿入するときの状態を説明する図。The figure explaining the state when inserting a plug in a gas enclosure flow path. 本発明の他の一実施例である赤外線ガス分析計に用いるプラグの断面図。Sectional drawing of the plug used for the infrared gas analyzer which is another Example of this invention. 従来からの赤外線ガス分析計の構成図。The block diagram of the conventional infrared gas analyzer. 従来からの赤外線ガス分析計の検出部。Conventional infrared gas analyzer detector.

符号の説明Explanation of symbols

1:プラグ本体
2:穴部(テーパー穴)
3:嵌入部材(テーパーロッド)
5:プラグ本体
6:穴部
7:溝
10:検出部
11:ブロック
20:光源部
30:セル部
41:前室
42:後室
12、13、14、15:ガス封入流路
16、17、18、19:プラグ
32、45、46:窓板
43:連通路
44:センサ
60:封止用治具
61:容器
1: Plug body 2: Hole (tapered hole)
3: Insertion member (tapered rod)
5: Plug body 6: Hole 7: Groove 10: Detection unit 11: Block 20: Light source unit 30: Cell unit 41: Front chamber 42: Rear chambers 12, 13, 14, 15: Gas-filled flow channels 16, 17, 18, 19: Plugs 32, 45, 46: Window plate 43: Communication path 44: Sensor 60: Sealing jig 61: Container

Claims (4)

光源から導かれた赤外線の光路上に試料ガスが導入される測定セルと、測定セルに隣接するブロックに形成され測定セルを通過した赤外線を検出する検出部とを備えた赤外線ガス分析計であって、
検出部が、ブロックの壁面に囲まれた前室および後室と、これら2室を連通する連通路と、連通路内にあって前室と後室との圧力差を検出するセンサと、ブロックの壁面を貫通する流路であって前室、後室にガスを封入した後に閉塞されるガス封入流路とから構成され、
ガス封入流路はプラグが固定される段差部を有するとともに、外側面が円柱状のプラグにより閉塞され、前記プラグは外側面が円柱状で、かつ、上面に穴部が形成されるプラグ本体と、穴部に嵌入する嵌入部材とからなり、プラグ本体の外側面径は嵌入部材が嵌めこまれていない状態ではガス封入流路の内径よりわずかに小さく、穴部に嵌入部材を嵌めた状態でプラグ本体の外側面がガス封入流路内面に当接するように形成されていることを特徴とする赤外線ガス分析計。
An infrared gas analyzer comprising a measurement cell in which a sample gas is introduced onto an infrared optical path guided from a light source, and a detection unit that is formed in a block adjacent to the measurement cell and detects infrared light that has passed through the measurement cell. And
A detection unit including a front chamber and a rear chamber surrounded by a wall surface of the block; a communication path communicating these two chambers; a sensor in the communication path for detecting a pressure difference between the front chamber and the rear chamber; A gas passage that passes through the wall of the gas chamber and is closed after the gas is sealed in the front chamber and the rear chamber,
The gas-filled flow path has a step portion to which the plug is fixed, the outer surface is closed by a cylindrical plug, the plug has a cylindrical shape on the outer surface, and a hole is formed on the upper surface. The plug body is inserted into the hole, and the outer surface diameter of the plug body is slightly smaller than the inner diameter of the gas-filled flow path when the insertion member is not inserted, and the insertion member is fitted in the hole. infrared gas analyzer outer surface of the plug body is characterized that you have been formed so as to contact the gas charging passage inner surface.
ガス封入流路の内壁と接触する部分と非接触の部分とが交互に形成されるようにプラグ外側面に凹凸が形成されることを特徴とする請求項1に記載の赤外線ガス分析計。 2. The infrared gas analyzer according to claim 1, wherein unevenness is formed on the outer surface of the plug so that a portion in contact with an inner wall of the gas-filled channel and a non-contact portion are alternately formed. プラグとブロックとは同じか熱膨張係数が略等しい材料が用いられることを特徴とする請求項1に記載の赤外線ガス分析計。 The infrared gas analyzer according to claim 1, wherein the plug and the block are made of a material having the same thermal expansion coefficient. プラグ本体の上面の穴部はテーパー形状をなすことを特徴とする請求項に記載の赤外線ガス分析計。 The infrared gas analyzer according to claim 1 , wherein the hole on the upper surface of the plug body has a tapered shape.
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