JP5397296B2 - Gas analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、光吸収分析法により気体中の微量成分を計測するガス分析装置に関する。 The present invention relates to a gas analyzer that measures trace components in a gas by a light absorption analysis method.
光吸収分析でガス濃度を測定する場合、ランバートベールの法則により感度は光路長に比例するので、高感度を必要とする分析装置ではセルの内部で光を多重反射させることにより光路長を長くする構造が採用される。例えば、特許文献1に示された例は、2枚の平面鏡を平行に配置し、その間で光を幾度も折り返す構成である。 When measuring gas concentration by optical absorption analysis, the sensitivity is proportional to the optical path length according to Lambert-Beer's law. Therefore, in analyzers that require high sensitivity, the optical path length is increased by multiple reflection of light inside the cell. Structure is adopted. For example, the example shown in Patent Document 1 has a configuration in which two plane mirrors are arranged in parallel and the light is folded back and forth between them.
図3に、特許文献1と同様の従来一般の多重反射セルの構成例を示す。
同図において、円筒状のセルボディ10の両端は対向する2枚の鏡板11、12で封じられてセルを形成する。セル内はガス入口13からガス出口14へ流れる分析対象ガスで満たされる。鏡板11、12の対向する面(鏡面)は平行に配置され、且つ鏡面加工が施されている。鏡板12には2箇所に光透過窓15、16が開設されており、これを通してセル内に出入りする光が両鏡面の間で複数回折り返すことで長い光路長を得る構造である。
In FIG. 3, the structural example of the conventional general multiple reflection cell similar to patent document 1 is shown.
In the figure, both ends of a
セルに導入されるガスの種類によっては鏡面が汚染または腐食されることがあるので、保守作業として必要に応じ鏡面の洗浄が行われる。洗浄には手間が掛かり、また、洗浄しても完全に復旧するとは限らないので、最終的には鏡板を交換することが必要となるが、鏡板は精密加工された高価な部材であるから交換のコストが高いことが問題であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、多重反射セルを備えたガス分析装置において鏡面の保守作業の手間を省き、保守コストを削減することを目的とする。
Since the mirror surface may be contaminated or corroded depending on the type of gas introduced into the cell, the mirror surface is cleaned as necessary as a maintenance operation. Cleaning takes time and does not always recover completely even after cleaning, so eventually it is necessary to replace the end plate. However, the end plate is an expensive precision processed member. The problem was the high cost of
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to reduce the maintenance cost by omitting the work of maintaining a mirror surface in a gas analyzer equipped with multiple reflection cells.
本発明は、上記課題を解決するために、鏡面を有する薄板製の反射板をガスセルの内壁面に当接して着脱可能に装着する。薄板製の反射板は低コストで製作できるから、この構成により使い捨てが可能となり、鏡面が汚染、腐食されたときは反射板を新品と交換することで保守の手間を省き、保守コストも低減できる。また、薄板製の反射板の両面に鏡面を設けておけば裏返して再度使用できるので、さらなるコスト削減と現場でのすばやい応急処置が可能となる。 In order to solve the above problems, the present invention attaches a detachable reflector made of a thin plate having a mirror surface to the inner wall surface of a gas cell. Thin reflectors can be manufactured at low cost, so this configuration allows them to be disposable. When the mirror surface is contaminated or corroded, the reflector can be replaced with a new one, saving maintenance and reducing maintenance costs. . In addition, if mirror surfaces are provided on both sides of a thin reflector, it can be turned over and used again, so that further cost reduction and quick first aid on site are possible.
本発明は上記のように構成されているので、反射板の使い捨てが可能となり、保守の手間が省けるばかりでなく、保守コストの削減を図ることができる。 Since the present invention is configured as described above, the reflector can be disposable, and not only maintenance work can be saved, but also maintenance costs can be reduced.
図1に本発明の一実施例を示す。
同図において、円筒状のセルボディ10の両端が対向する鏡板11、12で封じられてセルを形成し、ガス入口13からガス出口14へ流れる分析対象ガスで満たされるセル内空間で光透過窓15、16を通して出入りする光が複数回折り返すことは前述した従来構成と同様である。なお、光透過窓15、16やその他の各部材間は図示しないOリング等でシールされ、セル内はガス入口13とガス出口14を除いて気密に構成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
In the same figure, both ends of a
従来と相違する点は、鏡板11、12の対向する内壁面は鏡面を有さず、代わりに両面に鏡面加工された薄板製の反射板17、18がそれぞれ鏡板11、12の対向する内壁面を覆って装着されていることである。この構成により、一方の光透過窓15を通して光源(図示せず)から来る光が導入され、2枚の反射板17、18の鏡面の間を多重反射した後、他方の光透過窓16を通過して光検出器(図示せず)へ導かれ、ここでセル内のガス種や濃度に応じた光の吸収を検出することにより測定が行われる。
なお、反射板18には、光透過窓15、16に対応する位置に孔(図示せず)が開設されているので、光の出入りを妨げることはない。
The difference from the prior art is that the opposed inner wall surfaces of the
In addition, since the hole (not shown) is opened in the
反射板17、18は、それぞれ鏡板11、12に重ねてセルボディ10の端部にネジ19で締着されているので、ネジ19を弛めることで容易に取り外し可能である。
また、反射板17、18は薄板製であって低コストで製作できるから、鏡面が汚染・腐食を受けたときは、洗浄せずに新品と交換することができる。これにより、洗浄等の手間が省け、保守コストの削減が可能となる。
The reflecting
Further, since the reflecting
さらに本実施例では、反射板17、18は両面に鏡面加工が施されているので、片面の鏡面が汚染・腐食を受けたときは、裏返して再度使用できる。反射板17、18を使い捨てるまでに2回使用できるから、保守コストの削減効果が大きい効果と、現場での修理に迅速に対処が可能となる効果がある。この場合、鏡板11、12の反射板17、18で覆われる面の一部を窪ませて凹部11a、12aを設けてあるので、反射板17、18の使用中でない鏡面が当たってキズや汚れが付くことを防止できる。
Further, in this embodiment, the
反射板17、18は、厚さ1mm前後のステンレス等の金属板を材料として電解複合研磨等により鏡面を加工して製作できる。
The
なお、上記は両面に鏡面を有する反射板17、18を用いる例であるが、片面のみに鏡面を設けた場合でも、保守コストの削減効果は幾分劣るものの有用である。また、反射板17、18の片面にのみ鏡面を有する場合でも、凹部11a、12aを設けることは鏡面に不要な力を掛けないという点で効果がある。
さらにまた、本考案は、光がセル内で複数回反射する場合(多重反射)に限らず、1回だけ反射する場合にも適用できる。その場合は、図1における反射板18は不要であり、光源からの光は光透過窓15からセルに入射し、反射板17で1回だけ反射して光透過窓16から光検出器へ至る構成となる。
The above is an example in which the reflecting
Furthermore, the present invention can be applied not only to the case where light is reflected a plurality of times in the cell (multiple reflection) but also to the case where it is reflected only once. In that case, the
図2は本発明の他の実施例として、光源と光検出器がセルを挟んで反対側に配置された通過型セルに本発明を適用した例を示す。
同図において、光透過窓15、16はそれぞれ鏡板11、12に各1個ずつ設けられる点が図1の構成と相違する。その他、図1と同符号を付した部材は図1と同一の機能を有する。この構成においては、光源(図示せず)からの光は図の右側から光透過窓15を通して入射し、両反射板17、18間で折り返して光透過窓16から左側へ抜け光検出器(図示せず)に達する。
この構成においても、本発明の作用効果は図1の場合に比べて何ら損なわれないことは自明である。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention in which the present invention is applied to a pass-through cell in which a light source and a photodetector are arranged on opposite sides of the cell.
In the same figure, the
Even in this configuration, it is obvious that the effects of the present invention are not impaired as compared with the case of FIG.
本発明は、光吸収分析法により気体中の微量成分を計測するガス分析装置に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a gas analyzer that measures a trace component in a gas by a light absorption analysis method.
10 セルボディ
11 鏡板
11a 凹部
12 鏡板
12a 凹部
13 ガス入口
14 ガス出口
15 光透過窓
16 光透過窓
17 反射板
18 反射板
19 ネジ
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