JP5325091B2 - ガス成分計測装置及びガス成分分析方法 - Google Patents
ガス成分計測装置及びガス成分分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5325091B2 JP5325091B2 JP2009298893A JP2009298893A JP5325091B2 JP 5325091 B2 JP5325091 B2 JP 5325091B2 JP 2009298893 A JP2009298893 A JP 2009298893A JP 2009298893 A JP2009298893 A JP 2009298893A JP 5325091 B2 JP5325091 B2 JP 5325091B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- gas
- gas component
- gate valve
- output
- 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
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
このため、検出感度の低下があった場合には、従来では、石英窓112の掃除のために、レーザ光分析を停止しているのが現状であり、その間の計測ができない、という問題がある。
前記測定チャンバ内と第1及び第2のレーザ入射ユニットとを遮断する第1及び第2のゲートバルブとを具備し、第1のレーザ入射ユニットでレーザ分析している際には、第1のゲートバルブを開放し、第1のレーザ入射部でラマン散乱光を計測すると共に、第2のレーザ入射ユニットの第2のゲートバルブを遮断し、所定ガス成分のピーク感度(所定ガス成分ピーク強度:I2)/(レーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、所定ガス成分のピーク感度が閾値以下となった際に、遮断していた第2のゲートバルブを開放し、第2のレーザ入射部からレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスをレーザ分析する制御を行う制御手段を有することを特徴とするガス成分計測装置にある。
図1は、実施例1に係るガス成分計測装置の概略図である。
図1に示すように、ガス成分計測装置10Aは、被計測ガス(図示せず)にレーザ装置12からのレーザ光30を照射する測定チャンバ13と、ガス導入方向と直交する方向にレーザ光30を入射する一対の第1及び第2のレーザ入射部14A、14Bを有する第1及び第2のレーザ入射ユニット15A、15Bと、前記被計測ガス中の組成をレーザ分析(ラマン散乱、ミー散乱等)するレーザ受光手段16と、第1及び第2のレーザ入射部14A、14Bと各々対向して設けられ、レーザ光30の出力感度を計測する第1又は第2の出力計20A、20Bを有する第1及び第2の出力計ユニット21A、21Bと、前記第1及び第2のレーザ入射ユニット15A、15Bを測定チャンバ13から脱着可能とする第1及び第2のレーザ入射ユニット用脱着手段17A、17Bと、前記測定チャンバ13内と第1及び第2のレーザ入射ユニット15A、15Bとを遮断する第1及び第2のゲートバルブ18A、18Bと、第1及び第2のゲートバルブ18A、18Bのいずれか一方が開いた際に、第1及び第2のレーザ入射部12A、12Bの窓部12a近傍を不活性ガス雰囲気とする不活性ガス導入手段19と、前記第1及び第2の出力計ユニット21A、21Bを測定チャンバ13から脱着可能とする第1及び第2の出力計ユニット用脱着手段17C、17Dと、前記測定チャンバ13内と第1及び第2の出力計ユニット21A、21Bとを遮断する第3及び第4のゲートバルブ18C、18Dと、第3及び第4のゲートバルブ18C、18Dのいずれか一方が開いた際に、第1及び第2の出力計ユニット21A、21Bの窓部21a近傍を不活性ガス雰囲気とする不活性ガス導入手段19と、を具備し、第1のレーザ入射ユニット15Aでレーザ分析している際には、第1のゲートバルブ18A及び第3のゲートバルブ18Cを開放して、第1の出力計ユニット21Aでレーザ光の出力を計測すると共に、第2のレーザ入射ユニット15Bの第2のゲートバルブ18B及び第2の出力計ユニット21Bの第4のゲートバルブ18Dを遮断し、第1のレーザ入射部14Aからのレーザ光の出力感度(測定チャンバ13内のレーザ光の計測パワー強度:I1)/(レーザ装置12から発振された際のレーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、求めたレーザ光の出力感度が閾値以下となった際に、遮断していた第2のゲートバルブ18B及び第4のゲートバルブ18Dを開放し、第2のレーザ入射部14Bからレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスGをレーザ分析する制御を行う制御手段を有するものである。
このように、2系統の一対の入射ユニットと出力ユニットと設けているので、所定の感度の低下を確認したら、交互に使用することで、ガス成分や濃度の検出、煤塵濃度の検出を停止することなく、連続して精度の高い被計測ガスのガス成分や濃度の検出、煤塵濃度の検出が可能となる。
第1及び第2のゲートバルブ18A、18Bは、測定チャンバ13内と第1及び第2のレーザ入射ユニット15A、15Bとの空間を遮断するものであり、図示しない制御装置の指令により開閉自在としている。
この第1及び第2の出力計ユニット21A、21Bも同様に第1及び第2のユニット用脱着手段17C、17Dにより着脱自在に設けられている。
なお、測定チャンバ13から第1及び第2のレーザ入射ユニット15A、15B又は第1及び第2の出力計ユニット21A、21Bを着脱可能となる手段であれば、本実施例に限定されず、いずれのものでもよい。
同様に、第3及び第4のゲートバルブ18C、18Dにも、不活性ガス(N2)が不活性ガス導入手段19により供給され、第3及び第4の出力計ユニット21A、21Bの窓部21a、21b近傍の清浄化を維持するようにしている。
図5は、計測時間と、レーザ光の出力感度(測定チャンバ内のレーザ光の計測パワー強度:I1)/(レーザ装置から発振された際のレーザ光の基本パワー強度:I0)との関係図である。図5に示すように、計測を行うにつれて、徐々にレーザ光の測定チャンバ13内の出力感度の低下が確認される。
ここで、レーザ光の出力感度が例えば0.7を閾値とし、例えば石英製の窓部12aの汚れ又は劣化と判断することとして、レーザ光の切り替えの手順を説明する。
1)先ず、第1のレーザ入射部14Aからのレーザ光30を用いて、測定領域Xを通過させ、レーザ光分析を行う(工程1)。
この第1のレーザ入射ユニット15Aでレーザ分析している際には、第1のゲートバルブ18A及び第3のゲートバルブ18Cを開放し、第1の出力計ユニット21Aでレーザ光の出力を計測すると共に、第2のレーザ入射ユニット15Bの第2のゲートバルブ18B及び第2の出力計ユニット21Bの第4のゲートバルブ18Dを遮断しておく。
2)このレーザ光分析の際に、第1の出力計20Aでレーザ光の出力感度(測定チャンバ内のレーザ光の出力強度I1)/(レーザ装置から発振された際のレーザ光の基本パワー強度I2)を、連続して求めておく(工程2)。
3)この計測は、例えば図5に示すようなチャートとなる。
4)計測を行い、閾値(0.7)以下となった際に、遮断していた第2のゲートバルブ18B及び第4のゲートバルブ18Dを開放し、第2のレーザ入射部14Bからレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスGをレーザ分析する指令を図示しない制御手段から行う(工程3)。
5)次いで、第1のレーザ入射ユニット用脱着手段17A及び第1の出力計ユニット21Aを開放して、窓部12aを清掃し、取り付ける。
この清掃の際には、不活性ガス供給手段19により不活性ガス(N2)を供給して、内部に外部からの空気が浸入しないようにしている。
次いで、遮断していた第2のゲートバルブ18B及び第4のゲートバルブ18Dを開放し、第2のレーザ入射部14Bからレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスGをレーザ分析する指令を図示しない制御手段から行うようにしてもよい。
本実施例では、この窒素のピークを指標として、所定ガス成分(例えばN2)ピーク感度を求めた。
ここで、窒素ガスをピークとする理由は、燃料ガスのバランスガスとして適用されることが多く、その組成が安定しているためである。なお、窒素ガス以外にもガス種によって適宜選定することができる。
そして、第1及び第2のレーザ受光ユニット用脱着手段17E、17Fは、第1及び第2のレーザ入射ユニット用脱着手段17A、17Bと同様であり、説明は省略する。そして、例えば石英製の窓部16eが汚れた際に、外して清掃を行うことができるようにしている。
この受光部の窓部16eの劣化の判断は、(所定ガス成分(N 2 )ピーク強度:I 2 )/(測定チャンバ13内のレーザ光の計測パワー強度:I1)により求めたレーザ光の出力感度が閾値以下となった際に、遮断していた第6のゲートバルブ18Fを開放し、ラマン散乱光31を第2の受光ユニット25Bで受光して、引き続き被計測ガスGをレーザ分析するようにしている。
これにより、受光部の交換においても計測を停止することなく、実施することができる。
測定チャンバ13は、計測される被測定ガスが内部に存在しており、それを外部(レーザ部や分光器を含む)にリークさせないような構造をしている。
図3に示すように、ガス成分計測装置10Cは、実施例1の装置の測定チャンバ13に設けた第1の出力計20Aを有する第1の出力計ユニット21Aと、第2の出力計20Bを有する第2の出力計ユニット21bとを削除したものである。
なお、符号40A、40Bはレーザ光を吸収するビームダンパである。
本実施例によれば、測定チャンバ13内に2つの出力計を有することがなくなり、装置構成を簡略化することができる。
図4に示すように、ガス成分計測装置10Dは、第1のレーザ入射部14Aの周囲に第1のレーザ受光部16Aを配置し、これを一体として第1のレーザ入射ユニット15A内に設けている。同様に、第2のレーザ入射部14Bの周囲に第2のレーザ受光部16Bを配置し、これを一体として第2のレーザ入射ユニット15B内に設けている。
例えば、第1のレーザ入射部14Aの周囲に第1の受光部16Aを同心円状に複数配置するように設け、この複数の受光部により散乱光を受光するようにしている。これにより、受光部の光学調整も不要となる。
受光された散乱光情報は、光ファイバ16bを介して、レーザ受光手段16に送られ、ここでデータ処理される。
また、発電プラントのみならず、化学プラントから得られる有用ガス(例えばGTL)のガス組成を計測することができる。
12 レーザ装置
12a、21a 窓部
13 測定チャンバ
14A 第1のレーザ入射部
14B 第2のレーザ入射部
15A 第1のレーザ入射ユニット
15B 第2のレーザ入射ユニット
16 レーザ受光手段
20A、20B 第1及び第2の出力計
21A、21B 第1及び第2の出力計ユニット
17A、17B 第1及び第2のレーザ入射ユニット用脱着手段
18A〜18D 第1〜第4のゲートバルブ
19 不活性ガス導入手段
21A、21B 第1及び第2の出力計ユニット
17C、17D 第1及び第2の出力計ユニット用脱着手段
30 レーザ光
31 ラマン散乱光
X 測定領域
Claims (8)
- 被計測ガスにレーザ装置からのレーザ光を照射する測定チャンバと、
ガス導入方向と直交する方向にレーザ光を入射する一対の第1及び第2のレーザ入射部を有し、前記測定チャンバから着脱自在の第1及び第2のレーザ入射ユニットと、
前記被計測ガス中の組成をレーザ分析するレーザ受光部と、
前記測定チャンバ内と第1及び第2のレーザ入射ユニットとを遮断する第1及び第2のゲートバルブとを具備し、
第1のレーザ入射ユニットでレーザ分析している際には、第1のゲートバルブを開放し、第1のレーザ入射部でラマン散乱光を計測すると共に、
第2のレーザ入射ユニットの第2のゲートバルブを遮断し、
所定ガス成分のピーク感度(所定ガス成分ピーク強度:I2)/(レーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、
所定ガス成分のピーク感度が閾値以下となった際に、
遮断していた第2のゲートバルブを開放し、第2のレーザ入射部からレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスをレーザ分析する制御を行う制御手段を有することを特徴とするガス成分計測装置。 - 被計測ガスにレーザ装置からのレーザ光を照射する測定チャンバと、
ガス導入方向と直交する方向にレーザ光を入射する一対の第1及び第2のレーザ入射部を有し、前記測定チャンバから着脱自在の第1及び第2のレーザ入射ユニットと、
前記被計測ガス中の組成をレーザ分析するレーザ受光部と、
第1及び第2のレーザ入射部と各々相対向して設けられ、レーザ光の出力感度を計測する第1及び第2の出力計を有し、前記測定チャンバから着脱自在の第1及び第2の出力計ユニットと、
前記測定チャンバ内と第1及び第2のレーザ入射ユニットとを遮断する第1及び第2のゲートバルブと、
前記測定チャンバ内と第1及び第2の出力計ユニットとを遮断する第3及び第4のゲートバルブとを具備し、
第1のレーザ入射ユニットでレーザ分析している際には、第1のゲートバルブ及び第3のゲートバルブを開放し、第1の出力計ユニットでレーザ光の出力を計測すると共に、
第2のレーザ入射ユニットの第2のゲートバルブ及び第2の出力計ユニットの第4のゲートバルブを遮断し、
第1のレーザ入射部からのレーザ光の出力感度(測定チャンバ内のレーザ光の計測パワー強度:I1)/(レーザ装置から発振された際のレーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、
求めたレーザ光の出力感度が閾値以下となった際に、
遮断していた第2のゲートバルブ及び第4のゲートバルブを開放し、第2のレーザ入射部からレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスをレーザ分析する制御を行う制御手段を有することを特徴とするガス成分計測装置。 - 請求項2において、
レーザ光の出力感度で閾値を判断する代わりに、
所定ガス成分のピーク感度(所定ガス成分ピーク強度:I2)/(レーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、
所定ガス成分のピーク感度が閾値以下となった際に、
遮断していた第2のゲートバルブを開放し、第2のレーザ入射部で引き続き被計測ガスのガス組成をレーザ分析する制御を行う制御手段を有することを特徴とするガス成分計測装置。 - 請求項2又は3において、
求めたレーザ光の出力感度又は所定ガス成分のピーク感度が閾値以下となった際に、
第1のレーザ入射ユニットの第1のゲートバルブを遮断し、その後第2のレーザ入射ユニットの第2のゲートバルブを開放し、引き続き第2のレーザ入射ユニットからレーザ光を照射して被計測ガスのガス組成をレーザ分析する制御を行う制御手段を有することを特徴とするガス成分計測装置。 - レーザ装置からのレーザ光を測定チャンバ内の被計測ガスに照射し、ガス組成をレーザ分析する方法において、
レーザ入射部でレーザ分析している際には、他のレーザ入射部は、ゲートバルブを用いて遮断し、
所定ガス成分のピーク感度(所定ガス成分ピーク強度:I2)/(レーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、
所定ガス成分ピーク感度が閾値以下となった際に、
遮断していたゲートバルブを開放し、他のレーザ入射部からレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスをレーザ分析することを特徴とするガス成分分析方法。 - 相対向するレーザ入射部と出力計を2系統用いて、被計測ガスにレーザ装置からのレーザ光を測定チャンバ内に照射し、ガス組成をレーザ分析する方法において、
レーザ入射部でレーザ分析している際には、他のレーザ入射部及び出力計は、ゲートバルブを用いて遮断し、
レーザ入射部からのレーザ光の出力感度(測定チャンバ内のレーザ光の計測パワー強度:I1)/(レーザ装置から発振された際のレーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、
求めたレーザ光の出力感度が閾値以下となった際に、
遮断していたゲートバルブを開放し、他のレーザ入射部からレーザ光を照射して、引き続き被計測ガスをレーザ分析することを特徴とするガス成分分析方法。 - 請求項6において、
レーザ光の出力感度で閾値を判断する代わりに、
所定ガス成分のピーク感度(所定ガス成分ピーク強度:I2)/(レーザ光の基本パワー強度:I0)を、連続して求め、
所定ガス成分ピーク感度が閾値以下となった際に、
遮断していたゲートバルブを開放し、他のレーザ入射部で引き続き被計測ガスのガス組成をレーザ分析することを特徴とするガス成分分析方法。 - 請求項6又は7において、
求めたレーザ光の出力感度又は所定ガス成分ピーク感度が閾値以下となった際に、
計測しているレーザ入射部のゲートバルブを遮断し、その後他のレーザ入射部のゲートバルブを開放し、引き続き他のレーザ入射部からレーザ光を照射して被計測ガスのガス組成をレーザ分析することを特徴とするガス成分分析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009298893A JP5325091B2 (ja) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | ガス成分計測装置及びガス成分分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009298893A JP5325091B2 (ja) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | ガス成分計測装置及びガス成分分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011137758A JP2011137758A (ja) | 2011-07-14 |
JP5325091B2 true JP5325091B2 (ja) | 2013-10-23 |
Family
ID=44349312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009298893A Expired - Fee Related JP5325091B2 (ja) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | ガス成分計測装置及びガス成分分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5325091B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190076433A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 | 먼지 센서와 가스 센서를 결합한 센서 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014224771A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 三菱重工業株式会社 | 燃料ガス計測装置及び方法 |
WO2015005075A1 (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-15 | 株式会社島津製作所 | ラマン分光分析装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2915077B2 (ja) * | 1990-05-21 | 1999-07-05 | 株式会社日立製作所 | 異物検査装置 |
JP2005024249A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ計測装置 |
JP5022334B2 (ja) * | 2008-10-02 | 2012-09-12 | 三菱重工業株式会社 | ガス成分計測装置及びその光軸調整方法 |
-
2009
- 2009-12-28 JP JP2009298893A patent/JP5325091B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190076433A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 | 먼지 센서와 가스 센서를 결합한 센서 |
KR102448715B1 (ko) | 2017-12-22 | 2022-09-29 | 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 | 먼지 센서와 가스 센서를 결합한 센서 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011137758A (ja) | 2011-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009510480A (ja) | 2線のガス分光法の較正 | |
JP4131682B2 (ja) | ガス化装置の監視システム | |
EP2752656A1 (en) | Fluid composition analysis mechanism, heat generation amount measurement device and power plant, and liquid composition analysis method | |
JP5325091B2 (ja) | ガス成分計測装置及びガス成分分析方法 | |
KR20090004959A (ko) | 광학 계측 기기를 사용한 오염 모니터링 및 제어 기술 | |
US7395725B2 (en) | Sample treatment apparatus and sample measurement apparatus providing it | |
DE102005009582A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Art, Größe und/oder Konzentration von Bestandteilen in Fluidströmen | |
JP4025702B2 (ja) | 紫外線蛍光法による硫黄成分の分析方法及び分析装置 | |
JP5383369B2 (ja) | ガス分析装置 | |
KR100622074B1 (ko) | 광학센서를 이용한 수질측정 방법 및 장치 | |
JP3842982B2 (ja) | ガス発熱量測定装置、ガス化装置、ガス発熱量測定方法及びガス化方法 | |
JP4160866B2 (ja) | 光計測装置 | |
JP2005024249A (ja) | レーザ計測装置 | |
JP2010038557A (ja) | 元素分析装置および元素分析方法 | |
JP2011080768A (ja) | ガス分析装置 | |
JP5086971B2 (ja) | ガス中の煤塵濃度計測装置及び煤塵濃度計測装置の煤塵濃度校正方法、ガス中の煤塵濃度計測方法 | |
JP5330978B2 (ja) | ガス成分計測装置及び方法 | |
JP4119624B2 (ja) | 灰中未燃分計測システム | |
KR102021217B1 (ko) | N₂o 분석 장치 및 분석 방법 | |
JP2012145050A (ja) | 燃料ガス中のガス成分調整装置及びガスエンジンシステム | |
JP5563132B2 (ja) | ガス分析装置 | |
RU2766300C1 (ru) | Лазерная система для обнаружения аварийного режима работы ядерного реактора | |
JP2002005832A (ja) | 濃度分析方法及び濃度分析装置 | |
KR102074727B1 (ko) | 가스 농도 측정 장치 | |
JP5901721B2 (ja) | ガス分析装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130409 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130410 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130605 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130625 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130719 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5325091 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |