JP4138306B2 - 吸収剤カプセル及び赤外線ガス分析計 - Google Patents
吸収剤カプセル及び赤外線ガス分析計 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4138306B2 JP4138306B2 JP2001379466A JP2001379466A JP4138306B2 JP 4138306 B2 JP4138306 B2 JP 4138306B2 JP 2001379466 A JP2001379466 A JP 2001379466A JP 2001379466 A JP2001379466 A JP 2001379466A JP 4138306 B2 JP4138306 B2 JP 4138306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- absorbent
- infrared
- capsule
- gas analyzer
- 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 - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸収剤カプセルに関し、特に被測定成分ガスの赤外線の赤外スペクトル吸収に伴うガス圧変動を利用して特定ガス種の濃度を計測する赤外線ガス分析計に使用する吸収剤カプセルに関する。
【0002】
【従来の技術】
二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おこり、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機器である。
【0003】
従来の熱線抵抗式フローセンサを搭載したシングルビーム式NDIRの構成を図2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10、試料が導入されるセル部20、セル部20を通過した赤外光の強度を計測することにより最終的に試料濃度を計測するディテクタ(検出)部30の3ユニットから構成されている。光源部10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)11と、赤外光を断続してセル部20およびディテクタ部30に入射させるためのチョッパー12とから構成されている。
【0004】
チョッパー12は、例えば、光源11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二枚羽根の回転円板13とこの回転円板13を回転駆動するモータ14とで構成されており、回転円板13をモータ14で回転させると、回転円板13の未切り欠き部(遮光部)が光源11の前に位置している際には光源11からの赤外光を遮光し、切り欠き部が光源11の前に位置している際には光源11からの赤外光が通過し、セル部20に照射される。
セル部20は、試料が導入される部位であって、パイプ21の前後を赤外線が広いスペクトル域で透過可能な赤外線透過性ガラスやCaF2等の窓板22で封止し、パイプ21側面に一端からもう一端ヘ試料ガスが流せるようガスの導入孔23、導出孔24を備え、また、そ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。
【0005】
ディテクタ部30は、対応部分の拡大図である図3に示すように、アルミ製の筐体31が前室32、後室33の2室に分割され、少なくとも前室32の正面ならびに前室32と後室33との間の隔壁が赤外透過性のCaF2などの窓板34で仕切られ、それら2室はガス移動が可能なキャピラリーやトンネル等の連通路35で接続された構造を有する。連通路35には、前後室32、33の圧力差で生じる両室に充填された充填ガスの流れを抵抗変化として計測するための、熱線抵抗素子を備えた薄膜型熱線抵抗式フローセンサ36が配置されている。さらに、これら2室32、33には、NDIRの被測定対象となる、例えば、CO2等の化学種のみ、あるいは、この化学種をAr、He、N2等の不活性ガスで希釈したガスが充填されている。
【0006】
光源部10から発した赤外光は、セル部20を通過してディテクタ部30に入射する。この時、セル部20内に被測定成分が存在すると、セル部20内のガス濃度に応じて、入射した赤外光の一部がセル部20内のガスに吸収され、残りの赤外光はディテクタ部30に入射する。ディテクタ部30の前室32の正面から入射した赤外光は、前室32および後室33で吸収されるが、その多くは前室32で吸収される。吸収された光エネルギーは分子の並進運動に変換されることになリ、前後室32、33間に圧力差が発生し、これによって両室を連通する連通路35内に充填(封入)ガスの流れが生じる。
このガス流の流速は、ディテクタ部30への入射光強度に依存するので、前後室32、33の連通路35内に配置された薄膜型熱線抵抗式フローセンサ36の熱線抵抗素子の抵抗変化として計測することにより、ディテクタ部30への入射前後の赤外光強度、すなわち、セル部20中の被測定成分ガス濃度を計測することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、NDIRのディテクタ部30の前室32、後室33には受感ガスと称する測定対象と同種で高濃度のガスが内封されるが、この受感ガスの導入の際には、ディテクタ部内を真空引きして、筐体31内面に吸着した不純物ガスを除去する必要があり、また、その後封入される受感ガスは長期に渡って筐体31からの漏れがなくその濃度を維持する必要がある。部材の耐熱性などの問題もあり、各部材の組立て(シール)にはエポキシなどの接着剤を使わざるを得ないのが現状である。この真空排気とガス導入は、ガス導入パイプ37を介して行われ、ガス導入後そのパイプ自体をかしめ、更にその上からハンダ38を盛ることによるシーリング処置を行うことによって気密を保っている。
【0008】
そして、この筐体31内には接着剤などからの水分を主体とする不純物ガスが発生し、これを放置すると干渉応答の原因となる為、これらの不純物ガスを吸収除去する目的で吸収剤39が内封されている。吸収剤39は、筐体31と反応しこれを腐食する可能性があるので,通常はガラスやテフロン(登録商標、PTFE)などのカプセルに内包されて筐体31内に収められている。NDIRにおいて吸収剤の主な対象は水分であり、受感ガスの種類によって、過塩素酸マグネシウム(MgClO4)、5酸化2リン(P2O5)、Naなどの化学物質が利用されている。
【0009】
上記のように、受感ガス封入においては、まずディテクタ部の真空排気を行い、内部に吸着した不純物ガスを充分に除去した後、受感ガスの導入を行うのが一般的であるが、P2O5などの吸収剤は昇華性が高く、真空排気の減圧により吸収剤カプセルの開口部より飛散し、ディテクタ部内部やガス封入装置を汚染するという問題があった。現在使用されている吸収剤カプセルはガラスなどのリジッドな容器に吸収剤を入れた後、容器の50〜100倍容量の脱脂綿を上部に充填し、更にこれを押さえるために金属メッシュなどで蓋をするという対策が取られている。この方法は、組立てが非常に煩雑になる上、P2O5等に対しては効果が不十分であった。
【0010】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、カプセル内部と外気が十分な通気性を有しつつ、固形吸収剤の昇華による飛散を抑えることが可能な吸収剤カプセル、及び製造過程で吸収剤の飛散による汚染を防止することができる赤外線ガス分析計を提供することを目的とする。
【0011】
【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に用いる吸収剤カプセルは、耐食性と弾性を有する素材からなる円筒状容器の筐体と、この筐体の内部に充填される昇華性吸収剤と、開口部を有するテフロン製ディスクとを備え、前記筐体内側に多孔質テフロン膜を介して前記ディスクを圧入したことを特徴とする。また、本発明の赤外線ガス分析計は、測定セルと、この測定セルに赤外光を照射する光源と赤外光をチョッピングするチョッパーとよりなる光源部と、測定セルを通過した赤外光の強度を検出する検出部とを備え、この検出部がガスの封入された前後2室と、これら2室を接続する連通路と、連通路内に配置されて前記2室の圧力差に基づく連通路内のガス流の流速を測定するフローセンサとで構成された赤外線ガス分析計において、前記検出部に上記発明の吸収剤カプセルを備えることを特徴とするものである。
【0012】
本発明の吸収剤カプセルは上記のように構成され、筐体本体をそれ自体が耐食性を有し、且つ弾性をもつテフロン(PTFE)などの高分子素材からなる容器とし、これに容器と同様耐食性を有し、μm台の空孔を持つことで充分な通気性を有する多孔質PTFE膜を介して、開口部を有するPTFEディスクを容器に圧入するので、組立てが容易になるとともに、充分な吸収剤の保持が可能となる。
また、本発明の赤外線ガス分析計は検出部に内封する吸収剤カプセルとして、上記発明の吸収剤カプセルを使用しているので、赤外線ガス分析計の製造工程が簡単になるとともに、吸収剤の飛散による汚染を防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸収剤カプセルの実施例を図1を用いて説明する。図1は、本発明による吸収剤カプセルの外観図であり、(a)は側面断面図、(b)は上面図である。カプセル本体は、外筒であるテフロン(PTFE)チューブ1に底蓋として外筒内径より若干径の大きいPTFEロッド2を圧入することによって構成されている。これをグローブボックスなど外気を遮断した環境下において、内部に例えば5酸化2リン(P2O5)などの昇華性吸収剤3を充填し、吸収孔5が開口されているPTFE製の天蓋4を圧入する。この際、天蓋4とチューブ1との間に、例えば日東電工製NTF1121(平均孔径0.5μm、平均厚75μm)などの多孔質PTFE膜6を介して圧入を行う。この多孔質PTFE膜6は充分な通気性を有するので、吸収孔5より多孔質膜6に到達した水蒸気は、この多孔質膜6を通過してカプセル内の吸収剤3に吸収されることが可能であり、PTFEのはっ水性によりカプセル内に吸収され液化した水分はカプセル内部に保持される。また、この多孔質膜6は吸収剤の昇華による飛散を抑えることができる。
【0014】
一方、本発明の赤外線ガス分析計は、図2、図3に示す従来と同様な構造を有し、ディテクタ部30の筐体31に封入される吸収剤として、図1に示す吸収剤カプセルを用いたものである。したがって、吸収剤カプセルの多孔質膜6によって吸収剤が飛散することがなく、赤外線ガス分析計のディテクタ部の真空排気時に吸収剤がデイテクタ部内や真空排気装置へ飛散することを防止することができる。
【0015】
なお、上記実施例では、吸収剤カプセルを赤外線ガス分析計に適用した場合について説明したが、本発明の吸収剤カプセルは汎用の吸収剤カプセルとして多用途に使用することができる。
また、本発明の赤外線ガス分析計は、図2、図3に示す構造の赤外線ガス分析計に限らず、ダブルビーム方式等さまざまな構造の赤外線ガス分析計に適用することができる。
【0016】
【発明の効果】
本発明の吸収剤カプセルは上記のように構成されているので、大量の脱脂綿を充填することが不要となり、多くの吸収剤を充填することができるとともに、製造工程を簡略化することができる。さらに、多孔質PTFE膜により十分な通気性を保った上で、吸収剤の飛散を防止することができる。
また、本発明の赤外線ガス分析計は、上記吸収剤カプセルを検出部に備えているので、製造時における真空排気時に、吸収剤の飛散を防ぐことができ、検出部内部やガス封入装置の汚染を防止することができる。したがって、製造時の工数が低減し、装置のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の吸収剤カプセルの概観図である。
【図2】従来の赤外線ガス分析計の構成を示す図である。
【図3】図2の赤外線ガス分析計のディテクタ部の拡大図である。
【符号の説明】
1 PTFEチューブ
2 PTFEロッド
3 吸収剤
4 天蓋
5 吸収孔
6 多孔質PTFE膜
10 光源部
20 セル部
30 ディテクタ部
Claims (2)
- 耐食性と弾性を有する素材からなる円筒状容器の筐体と、この筐体の内部に充填される昇華性吸収剤と、開口部を有するテフロン(登録商標)製ディスクとを備え、前記筐体内側に多孔質テフロン膜を介して前記ディスクを圧入したことを特徴とする赤外線ガス分析計に用いる吸収剤カプセル。
- 測定セルと、この測定セルに赤外光を照射する光源と赤外光をチョッピングするチョッパーとよりなる光源部と、測定セルを通過した赤外光の強度を検出する検出部とを備え、この検出部がガスの封入された前後2室と、これら2室を接続する連通路と、連通路内に配置されて前記2室の圧力差に基づく連通路内のガス流の流速を測定するフローセンサとで構成された赤外線ガス分析計において、前記検出部に請求項1に記載の吸収剤カプセルを備えたことを特徴とする赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001379466A JP4138306B2 (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 吸収剤カプセル及び赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001379466A JP4138306B2 (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 吸収剤カプセル及び赤外線ガス分析計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003177094A JP2003177094A (ja) | 2003-06-27 |
JP4138306B2 true JP4138306B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=19186826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001379466A Expired - Fee Related JP4138306B2 (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 吸収剤カプセル及び赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4138306B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6436343B2 (ja) * | 2014-11-18 | 2018-12-12 | 富士電機株式会社 | 赤外線ガス分析計用センサ部および赤外線ガス分析計用検出器 |
JP2020085664A (ja) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 株式会社田中電気研究所 | 白濁排気ガス用の光散乱式ダスト濃度計 |
JP2020085663A (ja) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 株式会社田中電気研究所 | 白濁排気ガス用の光散乱式ダスト濃度計 |
CN110346327A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-10-18 | 谢子豪 | 一种voc在线监测仪 |
JPWO2021172082A1 (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-02 |
-
2001
- 2001-12-13 JP JP2001379466A patent/JP4138306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003177094A (ja) | 2003-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9451364B2 (en) | Preconcentrating a sample in a preconcentrator evacuated to substantially the same pressure as an analytical device | |
EP2337588B1 (en) | Improved apparatus and method for measuring the conentration of gases in a sterilization chamber | |
JP5268265B2 (ja) | 透過測定のための方法および装置 | |
US7656532B2 (en) | Cavity ring-down spectrometer having mirror isolation | |
JPS58500140A (ja) | 光学的分光分析に基づくガスの選択的検出のための検出装置 | |
JP4138306B2 (ja) | 吸収剤カプセル及び赤外線ガス分析計 | |
US4794255A (en) | Absorption analyzer | |
US4201915A (en) | Pneumatic infrared radiation detector having a hermetically sealed chamber and a window | |
US9063083B2 (en) | Method and sensor device for measuring a carbon dioxide content in a fluid | |
JP3629539B2 (ja) | 蛍光x線分析装置 | |
US20030133536A1 (en) | X-ray fluorescence spectrometer | |
JPH08247942A (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
JP2003139701A (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
JP3174719B2 (ja) | ガス分析計に用いられる検出器 | |
JP2005147962A (ja) | 光学式ガス濃度検出装置 | |
JP3654224B2 (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
JP5661859B2 (ja) | バリアエレメント及び超バリアエレメントの浸透率の測定装置及び測定方法 | |
CN111965130A (zh) | 一种二氧化碳同位素检测设备 | |
TW201730093A (zh) | 用於選擇性的調適空腔內部壓力的反應性封閉氣體 | |
JPH05256803A (ja) | 蛍光x線分析装置 | |
JP4042638B2 (ja) | 赤外線ガス分析装置 | |
JP2007101303A (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
WO2021172082A1 (ja) | 検出器及びガス分析計 | |
JP3610870B2 (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
JPS62257046A (ja) | 水素センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060620 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060811 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060825 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20061013 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080319 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080403 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080605 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |