JP6168172B2 - Infrared gas analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、試料ガスを試料セル内に供給し、前記試料セルに赤外光を照射することにより、前記試料セルを透過した赤外光の光量に基づいて分析を行う赤外線ガス分析装置に関するものである。 The present invention relates to an infrared gas analyzer that performs analysis based on the amount of infrared light transmitted through the sample cell by supplying the sample gas into the sample cell and irradiating the sample cell with infrared light. It is.
排ガスなどの試料ガスに含まれる測定対象成分として、SO2成分、NOx成分、CO成分又はCO2成分などの濃度を測定する際、赤外線ガス分析装置が用いられる場合がある。赤外線ガス分析装置には、例えば試料セルが備えられており、当該試料セル内に試料ガスを供給して赤外光を照射することにより、試料セルを透過した赤外光の光量に基づいて分析を行うことができるようになっている(例えば、下記特許文献1参照)。 Infrared gas analyzers may be used when measuring concentrations of SO 2 components, NO x components, CO components, CO 2 components, etc. as measurement target components contained in sample gas such as exhaust gas. The infrared gas analyzer is equipped with, for example, a sample cell, and the sample gas is supplied into the sample cell and irradiated with infrared light, thereby analyzing based on the amount of infrared light transmitted through the sample cell. (For example, refer to Patent Document 1 below).
試料ガスには、測定対象成分の赤外線吸収波長域に対して、少なくとも一部の波長で重なる赤外線吸収波長域を有する成分(干渉成分)が含まれている場合がある。このような干渉成分が試料ガスに含まれている場合には、測定対象成分と干渉成分との波長の干渉に起因して、分析の精度が低下するという問題がある。 The sample gas may contain a component (interference component) having an infrared absorption wavelength region that overlaps at least part of the wavelength with respect to the infrared absorption wavelength region of the measurement target component. When such an interference component is contained in the sample gas, there is a problem that the accuracy of analysis is reduced due to the interference of the wavelengths of the measurement target component and the interference component.
そこで、赤外線ガス分析装置の中には、試料セルと、当該試料セルを透過した赤外光を受光するための検出器との間に、干渉成分の波長を除去するためのフィルタ部が備えられているものがある。フィルタ部としては、例えば干渉成分を含むガスが封入されたガスフィルタが用いられ、試料セルを透過した赤外光が、当該ガスフィルタを介して検出器で受光されるようになっている。 Therefore, in the infrared gas analyzer, a filter unit for removing the wavelength of the interference component is provided between the sample cell and the detector for receiving the infrared light transmitted through the sample cell. There is something that is. As the filter unit, for example, a gas filter in which a gas containing an interference component is enclosed is used, and infrared light transmitted through the sample cell is received by the detector via the gas filter.
上記のようなフィルタ部を備えた赤外線ガス分析装置において、測定対象成分に対する干渉成分が複数存在する場合には、それらの複数の干渉成分が混合されたガスをフィルタ部(ガスフィルタ)に封入することとなる。 In the infrared gas analyzer equipped with the filter unit as described above, when there are a plurality of interference components with respect to the measurement target component, a gas in which the plurality of interference components are mixed is sealed in the filter unit (gas filter). It will be.
しかしながら、上記のように複数の干渉成分が混合されている場合には、干渉特性が一定となりにくく、フィルタ部が十分に機能しないおそれがある。特に、複数の干渉成分の赤外線吸収波長域が、少なくとも一部の波長で重なっている場合には、上記のような問題が生じやすく、分析の精度が低下しやすいという問題がある。 However, when a plurality of interference components are mixed as described above, the interference characteristics are difficult to be constant, and the filter unit may not function sufficiently. In particular, when the infrared absorption wavelength regions of a plurality of interference components overlap at least at some wavelengths, there is a problem that the above problems are likely to occur and the accuracy of analysis is likely to be reduced.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、精度よく分析を行うことができる赤外線ガス分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an infrared gas analyzer capable of performing analysis with high accuracy.
本発明に係る赤外線ガス分析装置は、試料ガスを試料セル内に供給し、前記試料セルに赤外光を照射することにより、前記試料セルを透過した赤外光の光量に基づいて分析を行う赤外線ガス分析装置であって、前記試料セルを透過した赤外光が入射し、試料ガス中の測定対象成分に対する干渉成分の波長を除去するためのフィルタ部と、前記フィルタ部を透過した赤外光を検出する検出器とを備え、前記フィルタ部には、複数の干渉成分にそれぞれ対応する異なるガスが個別に封入された複数の封入室が設けられており、前記試料セルを透過した赤外光が、前記複数の封入室を順次に透過することにより、各封入室に封入されているガスに対応する干渉成分の波長のみが各封入室内で除去されて前記検出器で検出されるようになっていることを特徴とする。 The infrared gas analyzer according to the present invention performs analysis based on the amount of infrared light transmitted through the sample cell by supplying the sample gas into the sample cell and irradiating the sample cell with infrared light. an infrared gas analyzer, the above-described infrared light enters through the sample cell, a filter unit for removing the wavelength of the interference component with respect to the measurement target component in the sample gas, infrared transmitted through the filter portion A detector for detecting light, and the filter unit is provided with a plurality of sealed chambers in which different gases respectively corresponding to a plurality of interference components are individually sealed, and an infrared beam transmitted through the sample cell. By sequentially transmitting light through the plurality of enclosure chambers, only the wavelength of the interference component corresponding to the gas enclosed in each enclosure chamber is removed and detected by the detector. What has become And features.
このような構成によれば、複数の干渉成分にそれぞれ対応するガスが複数の封入室に個別に封入され、試料セルを透過した赤外光が、これらの複数の封入室を透過するようになっているため、複数の干渉成分が混合されている場合と比較して、干渉特性が一定となりやすい。これにより、フィルタ部としての機能を十分に発揮し、試料セルを透過した赤外光から干渉成分の波長を良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。 According to such a configuration, gases corresponding to a plurality of interference components are individually enclosed in the plurality of enclosure chambers, and the infrared light transmitted through the sample cell passes through the plurality of enclosure chambers. Therefore, the interference characteristics tend to be constant as compared with the case where a plurality of interference components are mixed. Thereby, since the function as a filter part is fully demonstrated and the wavelength of an interference component can be favorably removed from the infrared light which permeate | transmitted the sample cell, it can analyze accurately.
前記複数の封入室が、前記試料セルを透過した赤外光の入射方向に沿って1列で配置されていてもよい。 The plurality of enclosure chambers may be arranged in a line along an incident direction of infrared light transmitted through the sample cell.
このような構成によれば、試料セルを透過した赤外光が、当該赤外光の入射方向に沿って1列で配置された複数の封入室を順次に透過することとなる。これにより、各封入室に封入されているガスに対応する干渉成分の波長が、試料セルを透過した赤外光から順次に除去されるため、各干渉成分の波長を確実に除去することができる。したがって、より精度よく分析を行うことができる。 According to such a configuration, the infrared light transmitted through the sample cell sequentially passes through the plurality of enclosure chambers arranged in a line along the incident direction of the infrared light. Thereby, since the wavelength of the interference component corresponding to the gas sealed in each sealing chamber is sequentially removed from the infrared light transmitted through the sample cell, the wavelength of each interference component can be reliably removed. . Therefore, analysis can be performed with higher accuracy.
試料ガスに含まれる量が多い干渉成分に対応する封入室ほど容積が大きく設定されていてもよい。 The volume of the sealed chamber corresponding to the interference component having a larger amount contained in the sample gas may be set larger.
このような構成によれば、試料ガスに含まれる量が多い干渉成分に対応する封入室ほど多くの干渉成分を封入することができる。これにより、試料セルを透過した赤外光から干渉成分の波長をより良好に除去することができるため、さらに精度よく分析を行うことができる。 According to such a configuration, a larger amount of interference components can be sealed in a sealing chamber corresponding to an interference component having a larger amount contained in the sample gas. Thereby, since the wavelength of the interference component can be better removed from the infrared light transmitted through the sample cell, the analysis can be performed with higher accuracy.
前記複数の封入室にそれぞれ対応する干渉成分の赤外線吸収波長域が、少なくとも一部の波長で重なっていてもよい。 The infrared absorption wavelength ranges of interference components corresponding to the plurality of enclosure chambers may overlap at least at some wavelengths.
このような構成によれば、分析の精度が低下しやすい干渉成分の組み合わせであっても、精度よく分析を行うことができる。すなわち、複数の干渉成分の赤外線吸収波長域が、少なくとも一部の波長で重なっている場合には、それらの複数の干渉成分を混合して封入したフィルタ部を用いると、干渉特性が一定となりにくく、分析の精度が低下しやすい。このような場合であっても、複数の干渉成分にそれぞれ対応するガスが複数の封入室に個別に封入されたフィルタ部を用いれば、試料セルを透過した赤外光から干渉成分の波長を良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。 According to such a configuration, even a combination of interference components whose analysis accuracy is likely to be reduced can be analyzed with high accuracy. That is, when the infrared absorption wavelength regions of a plurality of interference components overlap at least at some wavelengths, the interference characteristics are difficult to be made constant by using a filter unit in which the plurality of interference components are mixed and sealed. , Analysis accuracy is likely to decrease. Even in such a case, if a filter unit in which gases corresponding to a plurality of interference components are individually enclosed in a plurality of enclosure chambers is used, the wavelength of the interference component is excellent from the infrared light transmitted through the sample cell. Therefore, the analysis can be performed with high accuracy.
試料ガス中の測定対象成分には、SO2成分、NOx成分、CO成分及びCO2成分の少なくとも1つが含まれていてもよい。 The measurement target component in the sample gas may include at least one of an SO 2 component, a NO x component, a CO component, and a CO 2 component.
このような構成によれば、SO2成分、NOx成分、CO成分及びCO2成分の少なくとも1つが測定対象成分として試料ガスに含まれている場合に、精度よく分析を行うことができる。上記の各成分は、赤外線吸収波長域が互いに近い領域に存在しているため、これらの成分の少なくとも1つが測定対象成分であり、残りの成分の少なくとも1つが干渉成分である場合には、測定対象成分と干渉成分との波長の干渉が生じやすく、分析の精度が低下しやすい。このような場合であっても、本発明によれば、試料セルを透過した赤外光から干渉成分の波長を良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。 According to such a configuration, when at least one of the SO 2 component, the NO x component, the CO component, and the CO 2 component is contained in the sample gas as the measurement target component, the analysis can be performed with high accuracy. Since each of the above components exists in a region where the infrared absorption wavelength range is close to each other, when at least one of these components is a measurement target component and at least one of the remaining components is an interference component, measurement is performed. Wavelength interference between the target component and the interference component tends to occur, and the accuracy of analysis tends to decrease. Even in such a case, according to the present invention, since the wavelength of the interference component can be satisfactorily removed from the infrared light transmitted through the sample cell, the analysis can be performed with high accuracy.
試料ガスが、排ガスであってもよい。 The sample gas may be exhaust gas.
このような構成によれば、排ガスに含まれる測定対象成分を分析する際に、その測定対象成分に対する干渉成分の波長をフィルタ部により良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。したがって、排ガスの分析に好適な赤外線ガス分析装置を提供することができる。 According to such a configuration, when analyzing the measurement target component contained in the exhaust gas, the wavelength of the interference component with respect to the measurement target component can be satisfactorily removed by the filter unit, so that the analysis can be performed with high accuracy. it can. Therefore, an infrared gas analyzer suitable for exhaust gas analysis can be provided.
特に、排ガスには多くのCO2成分が含まれているため、試料ガスが排ガスである場合には、少なくともCO2成分がフィルタ部の1つの封入室に封入された構成とすることで、より精度よく分析を行うことができる。 In particular, since the exhaust gas contains a large amount of CO 2 component, when the sample gas is exhaust gas, the configuration is such that at least the CO 2 component is sealed in one sealing chamber of the filter unit. Analysis can be performed with high accuracy.
本発明によれば、複数の干渉成分にそれぞれ対応するガスが複数の封入室に個別に封入されていることにより、干渉特性が一定となりやすく、試料セルを透過した赤外光から干渉成分の波長を良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。 According to the present invention, since the gas corresponding to each of the plurality of interference components is individually sealed in the plurality of enclosure chambers, the interference characteristics tend to be constant, and the wavelength of the interference component from the infrared light transmitted through the sample cell. Can be removed satisfactorily, so that the analysis can be performed with high accuracy.
図1は、本発明の一実施形態に係る赤外線ガス分析装置の構成例を示す概略図である。この赤外線ガス分析装置は、試料ガスを試料セル1内に供給して、光源2から試料セル1に赤外光を照射することにより、試料セル1を透過した赤外光を検出器3で検出し、その光量(赤外光強度)に基づいて分析を行うためのものである。試料ガスとしては、例えばSO2成分、NOx成分、CO成分又はCO2成分などを測定対象成分として含む排ガスを例示することができ、煙道などの排ガス流路から採取した試料ガスを用いることができる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an infrared gas analyzer according to an embodiment of the present invention. This infrared gas analyzer detects the infrared light transmitted through the sample cell 1 by the
本実施形態に係る赤外線ガス分析装置では、基準ガス及び試料ガスを試料セル1内に交互に供給することにより、基準ガスを透過した赤外光の光量と、試料ガスを透過した赤外光の光量とに基づいて分析を行うことができる。基準ガスとしては、例えば空気が用いられる。基準ガス及び試料ガスは、共通の供給路4を介して試料セル1内に交互に供給され、試料セル1内に交互に充填されて排気されるようになっている。 In the infrared gas analyzer according to this embodiment, by alternately supplying the reference gas and the sample gas into the sample cell 1, the amount of infrared light transmitted through the reference gas and the infrared light transmitted through the sample gas are reduced. Analysis can be performed based on the amount of light. For example, air is used as the reference gas. The reference gas and the sample gas are alternately supplied into the sample cell 1 through the common supply path 4, and are alternately filled in the sample cell 1 and exhausted.
試料ガスを供給するための試料ガス流路5は、電磁弁SV3を介して供給路4に接続されている。電磁弁SV3は、例えば三方弁からなり、供給路4及び試料ガス流路5の他に、ガスを排気するための排気路7が接続されている。したがって、電磁弁SV3を制御することにより、試料ガス流路5から供給路4に試料ガスを供給する状態と、試料ガス流路5から排気路7に試料ガスを排気する状態とに切り替えることができるようになっている。
The sample gas flow path 5 for supplying the sample gas is connected to the supply path 4 via the electromagnetic valve SV3. The electromagnetic valve SV3 is composed of, for example, a three-way valve, and in addition to the supply path 4 and the sample gas flow path 5, an
基準ガスを供給するための基準ガス流路6は、電磁弁SV4を介して供給路4に接続されている。電磁弁SV4は、例えば三方弁からなり、供給路4及び基準ガス流路6の他に、上記排気路7が接続されている。したがって、電磁弁SV4を制御することにより、基準ガス流路6から供給路4に基準ガスを供給する状態と、基準ガス流路6から排気路7に基準ガスを排気する状態とに切り替えることができるようになっている。
The reference
試料測定時には、試料ガスが試料ガス流路5に導入され、かつ、基準ガスが基準ガス流路6に導入された状態で、電磁弁SV3及び電磁弁SV4が一定周期(例えば10秒周期)で切り替えられることにより、基準ガス及び試料ガスが供給路4に交互に供給されるようになっている。これにより、試料セル1内のガスが基準ガス又は試料ガスに交互に置換される動作が繰り返される。
At the time of sample measurement, with the sample gas introduced into the sample gas flow channel 5 and the reference gas introduced into the reference
また、本実施形態に係る赤外線ガス分析装置では、供給路4にゼロガス及びスパンガスなどの校正ガスを導入することにより、ゼロ点やスパン点の校正を行うことができるようになっている。ゼロガスとしては、例えば測定対象成分が含まれないガス(N2ガスなど)を使用することができる。一方、スパンガスとしては、既知の濃度で測定対象成分が含まれるガスを使用することができる。 Further, in the infrared gas analyzer according to the present embodiment, the zero point and the span point can be calibrated by introducing the calibration gas such as the zero gas and the span gas into the supply path 4. As the zero gas, for example, a gas (N 2 gas or the like) that does not include the measurement target component can be used. On the other hand, as the span gas, a gas containing a measurement target component at a known concentration can be used.
試料ガス流路5には、例えば三方弁からなる電磁弁SV1が設けられており、当該電磁弁SV1を制御することにより、試料ガス又は校正ガス(ゼロガス又はスパンガス)を試料ガス流路5に導入し、供給路4を介して試料セル1内に供給することができるようになっている。一方、基準ガス流路6には、例えば三方弁からなる電磁弁SV2が設けられており、当該電磁弁SV2を制御することにより、試料ガス又は校正ガス(ゼロガス)を基準ガス流路6に導入し、供給路4を介して試料セル1内に供給することができるようになっている。
The sample gas flow path 5 is provided with, for example, an electromagnetic valve SV1 composed of a three-way valve, and the sample gas or the calibration gas (zero gas or span gas) is introduced into the sample gas flow path 5 by controlling the electromagnetic valve SV1. The sample cell 1 can be supplied via the supply path 4. On the other hand, the reference
校正時には、電磁弁SV1により校正ガス(ゼロガス又はスパンガス)が試料ガス流路5に導入され、かつ、電磁弁SV2により校正ガス(ゼロガス)が基準ガス流路6に導入された状態で、電磁弁SV3及び電磁弁SV4が一定周期(例えば10秒周期)で切り替えられるようになっている。
At the time of calibration, the solenoid valve SV1 introduces the calibration gas (zero gas or span gas) into the sample gas flow path 5 and the solenoid valve SV2 introduces the calibration gas (zero gas) into the reference
例えば、ゼロ点の校正時には、試料ガス流路5及び基準ガス流路6にゼロガスが導入されることにより、試料セル1内のガスがゼロガスに置換される。一方、スパン点の校正時には、試料ガス流路5にスパンガスが導入されるとともに、基準ガス流路6にゼロガスが導入され、試料セル1内のガスがスパンガス又はゼロガスに交互に置換される動作が繰り返される。
For example, when the zero point is calibrated, the gas in the sample cell 1 is replaced with the zero gas by introducing the zero gas into the sample gas channel 5 and the
供給路4には、ガス中の水蒸気濃度を調節するための調湿部8が設けられている。調湿部8は、例えば半透膜水蒸気交換物質を備えた調湿器により構成され、ガス中の水蒸気濃度に応じて、ガス中の水蒸気を物質内に取り込んだり、水蒸気をガス中に放出したりすることができる調湿機能を有している。ただし、調湿部8は、半透膜水蒸気交換物質を備えた構成に限らず、他の構成により調湿機能を実現するような調湿器により構成されていてもよい。 The supply path 4 is provided with a humidity control unit 8 for adjusting the water vapor concentration in the gas. The humidity control unit 8 is composed of, for example, a humidity controller including a semipermeable membrane water vapor exchange material, and takes water vapor in the gas into the material or releases water vapor into the gas according to the water vapor concentration in the gas. It has a humidity control function. However, the humidity control unit 8 is not limited to the configuration provided with the semipermeable membrane water vapor exchange material, and may be configured by a humidity controller that realizes the humidity control function by another configuration.
供給路4における調湿部8よりも上流側には、分岐部41が設けられており、当該分岐部41で供給路4からバイパス流路9が分岐している。分岐部41には、例えば三方弁からなる電磁弁SV5が設けられている。電磁弁SV5は切替部を構成しており、当該電磁弁SV5を制御することにより、ガスの流路を調湿部8側又はバイパス流路9側に切り替えることができるようになっている。ただし、切替部は、電磁弁SV5により構成されるものに限らず、他の構成によりガスの流路を調湿部8側又はバイパス流路9側に切り替えてもよい。
A
バイパス流路9は、供給路4における調湿部8よりも下流側に設けられた合流部42で供給路4に合流している。したがって、電磁弁SV5を制御して、ガスの流路をバイパス流路9側に切り替えることにより、調湿部8をバイパスさせて試料セル1にガスを供給することができるようになっている。
The bypass channel 9 joins the supply channel 4 at a
試料測定時には、試料ガス流路5から供給路4に供給される試料ガス、及び、基準ガス流路6から供給路4に供給される基準ガスが、それぞれ調湿部8側に導かれ、当該調湿部8において水蒸気濃度が調節された上で試料セル1内に供給される。一方、校正時には、試料ガス流路5から供給路4に供給される校正ガス(ゼロガス又はスパンガス)、及び、基準ガス流路6から供給路4に供給される校正ガス(ゼロガス)が、それぞれバイパス流路9側に導かれ、調湿部8を経由せずに試料セル1内に供給される。
At the time of sample measurement, the sample gas supplied from the sample gas channel 5 to the supply channel 4 and the reference gas supplied from the
試料セル1と光源2との間には、光源2からの赤外光を断続的に遮るためのセクタ10が設けられている。セクタ10は、モータなどの駆動部(図示せず)により回転位置が制御されるようになっている。検出器3は、その内部に測定対象成分を含むガスが封入されており、測定対象成分に固有の吸収波長の赤外光強度を内部の圧力変化により検出することができる。
A
検出器3における検出信号は、信号処理部11に入力される。信号処理部11では、試料ガスを試料セル1に供給したときの検出器3からの検出信号と、基準ガスを試料セル1に供給したときの検出器3からの検出信号とに基づいて、測定対象成分の濃度を測定するための処理が行われる。この測定結果は、例えば液晶表示器などにより構成される表示部12に表示させることができる。
A detection signal in the
本実施形態では、試料セル1と検出器3との間に、例えばガスフィルタにより構成されるフィルタ部100が設けられている。フィルタ部100は、内部にガスが封入された構成であり、試料セル1を透過した赤外光がフィルタ部100に入射し、当該フィルタ部100を透過して検出器3で検出されるようになっている。
In the present embodiment, a
試料セル1を透過した赤外光が、フィルタ部100を透過して検出器3で検出されることにより、試料ガス中の測定対象成分に対する干渉成分の波長を除去することができる。すなわち、干渉成分の波長をフィルタ部100で吸収することができるため、干渉成分による影響を低減させた状態で、測定対象成分の波長を検出器3で検出することができる。
The infrared light that has passed through the sample cell 1 passes through the
図2Aは、フィルタ部100の構成例を示す断面図である。このフィルタ部100は、筒状の本体110内にガスを封入することにより構成されている。この例では、2つの干渉成分にそれぞれ対応するガスが、本体110内に設けられた2つの封入室111、112に個別に封入されている。
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
CO成分を測定対象成分とする場合には、例えばCO2成分及びN2O成分の2つを干渉成分とすることができる。この場合、一方の封入室111に、CO2成分を含むガスを封入し、他方の封入室112に、N2O成分を含むガスを封入することができる。本体110内において、各封入室111、112は、例えば複数の透明板113により区画されている。各透明板113は、フッ化カルシウムなどの幅広い透過波長域を有する材料により形成することができる。
When the CO component is a measurement target component, for example, two of a CO 2 component and an N 2 O component can be used as interference components. In this case, a gas containing a CO 2 component can be enclosed in one
各透明板113は、試料セル1を透過した赤外光の入射方向Dに対して直交方向に延びるように、互いに平行に設けられている。この例では、隣接する透明板113間の距離が一定ではなく、異なる距離に設定されることにより、各封入室111、112が異なる容積になるように形成されている。
The
本実施形態では、試料セル1を透過した赤外光が、各封入室111、112を透過するようになっているため、複数の干渉成分が混合されている場合と比較して、干渉特性が一定となりやすい。これにより、フィルタ部100としての機能を十分に発揮し、試料セル1を透過した赤外光から干渉成分の波長を良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。
In the present embodiment, since the infrared light transmitted through the sample cell 1 is transmitted through each of the
特に、本実施形態では、試料セル1を透過した赤外光が、当該赤外光の入射方向Dに沿って1列で配置された各封入室111、112を順次に透過することとなる。これにより、各封入室111、112に封入されているガスに対応する干渉成分の波長が、試料セル1を透過した赤外光から順次に除去されるため、各干渉成分の波長を確実に除去することができる。したがって、より精度よく分析を行うことができる。
In particular, in this embodiment, the infrared light transmitted through the sample cell 1 sequentially passes through the
この例では、試料ガスに含まれる干渉成分であるCO2成分及びN2O成分は、CO2成分の方が多く、N2O成分の方が少ない。そして、これに対応するように、CO2成分を含むガスが封入されている封入室111の方が、N2O成分を含むガスが封入されている封入室112よりも容積が大きく設定されている。すなわち、試料ガスに含まれる量が多い干渉成分に対応する封入室ほど容積が大きく設定されている。
In this example, CO 2 component and N 2 O component is an interference component contained in the sample gas is often towards CO 2 component, towards the N 2 O component is small. Correspondingly, the volume of the sealed
したがって、試料ガスに含まれる量が多い干渉成分に対応する封入室ほど多くの干渉成分を封入することができる。これにより、試料セル1を透過した赤外光から干渉成分の波長をより良好に除去することができるため、さらに精度よく分析を行うことができる。各封入室111の容積比は、各封入室111に対応する干渉成分の試料ガス中における含有量の比と略一致していてもよい。
Therefore, a larger amount of interference components can be sealed in the enclosure chamber corresponding to the interference components having a larger amount contained in the sample gas. Thereby, since the wavelength of the interference component can be removed more favorably from the infrared light transmitted through the sample cell 1, analysis can be performed with higher accuracy. The volume ratio of each
この例における干渉成分であるCO2成分及びN2O成分の赤外線吸収波長域は、少なくとも一部の波長で重なっている。このように、複数の封入室111、112にそれぞれ対応する干渉成分の赤外線吸収波長域が、少なくとも一部の波長で重なっていてもよい。この場合、分析の精度が低下しやすい干渉成分の組み合わせであっても、精度よく分析を行うことができる。
The infrared absorption wavelength regions of the CO 2 component and N 2 O component, which are interference components in this example, overlap at least at some wavelengths. As described above, the infrared absorption wavelength regions of the interference components corresponding to the plurality of
すなわち、複数の干渉成分の赤外線吸収波長域が、少なくとも一部の波長で重なっている場合には、それらの複数の干渉成分を混合して封入したフィルタ部を用いると、干渉特性が一定となりにくく、分析の精度が低下しやすい。このような場合であっても、複数の干渉成分にそれぞれ対応するガスが複数の封入室111、112に個別に封入されたフィルタ部100を用いれば、試料セル1を透過した赤外光から干渉成分の波長を良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。
That is, when the infrared absorption wavelength regions of a plurality of interference components overlap at least at some wavelengths, the interference characteristics are difficult to be made constant by using a filter unit in which the plurality of interference components are mixed and sealed. , Analysis accuracy is likely to decrease. Even in such a case, if the
なお、複数の封入室111、112にそれぞれ対応する干渉成分は、赤外線吸収波長域が少なくとも一部の波長で重なるような構成に限らず、例えば互いに反応する成分、又は、互いに反応しやすい成分など、他の態様で分析の精度が低下しやすい干渉成分の組み合わせであってもよい。
The interference component corresponding to each of the plurality of
図2Bは、フィルタ部100の別の構成例を示す断面図である。このフィルタ部100は、筒状の本体120内にガスを封入することにより構成されている。この例では、3つの干渉成分にそれぞれ対応するガスが、本体120内に設けられた3つの封入室121、122、123に個別に封入されている。
FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating another configuration example of the
本体120内において、各封入室121、122、123は、例えば複数の透明板124により区画されている。各透明板124は、フッ化カルシウムなどの幅広い透過波長域を有する材料により形成することができる。
In the
各透明板124は、試料セル1を透過した赤外光の入射方向Dに対して直交方向に延びるように、互いに平行に設けられている。これにより、試料セル1を透過した赤外光は、当該赤外光の入射方向Dに沿って1列で配置された各封入室121、122、123を順次に透過することとなる。この例では、隣接する透明板124間の距離が一定ではなく、異なる距離に設定されることにより、各封入室121、122、123が異なる容積になるように形成されている。
The
この場合、図2Aの例と同様に、試料ガスに含まれる量が多い干渉成分に対応する封入室ほど容積が大きく設定されていてもよい。また、複数の封入室121、122、123にそれぞれ対応する干渉成分の赤外線吸収波長域が、少なくとも一部の波長で重なっていてもよい。
In this case, similarly to the example of FIG. 2A, the volume may be set to be larger in the sealed chamber corresponding to the interference component having a larger amount contained in the sample gas. Moreover, the infrared absorption wavelength range of the interference component corresponding to each of the plurality of
この図2Bのような構成を有するフィルタ部100においても、図2Aの場合と同様の効果を奏することができる。すなわち、複数の干渉成分にそれぞれ対応するガスを個別に封入するための封入室は、図2Aのように2つの封入室111、112に限らず、図2Bのように3つの封入室121、122、123であってもよいし、干渉成分の数に応じて4つ以上としてもよい。
Even in the
なお、複数の封入室は、図2A及び図2Bの例のように、それぞれ異なる容積で形成された構成に限らず、例えば同一の容積で形成された構成であってもよい。また、各封入室を区画する透明板113、124は、試料セル1を透過した赤外光の入射方向Dに対して直交方向に延びるような構成に限らず、例えば少なくとも1つの透明板113、124が上記直交方向に対して傾斜した構成となっていてもよい。
Note that the plurality of enclosure chambers are not limited to configurations having different volumes as in the examples of FIGS. 2A and 2B, and may be configured to have the same volume, for example. In addition, the
以上の実施形態では、試料ガスが、排ガスである場合について説明した。この場合、排ガスに含まれる測定対象成分を分析する際に、その測定対象成分に対する干渉成分の波長をフィルタ部100により良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。したがって、排ガスの分析に好適な赤外線ガス分析装置を提供することができる。
In the above embodiment, the case where the sample gas is exhaust gas has been described. In this case, when the measurement target component contained in the exhaust gas is analyzed, the wavelength of the interference component with respect to the measurement target component can be favorably removed by the
特に、排ガスには多くのCO2成分が含まれているため、試料ガスが排ガスである場合には、少なくともCO2成分がフィルタ部100の1つの封入室に封入された構成とすることで、より精度よく分析を行うことができる。
In particular, since the exhaust gas contains a large amount of CO 2 component, when the sample gas is exhaust gas, at least the CO 2 component is sealed in one sealing chamber of the
また、上記のような赤外線ガス分析装置によれば、SO2成分、NOx成分、CO成分及びCO2成分の少なくとも1つが測定対象成分として試料ガスに含まれている場合に、精度よく分析を行うことができる。上記の各成分は、赤外線吸収波長域が互いに近い領域に存在しているため、これらの成分の少なくとも1つが測定対象成分であり、残りの成分の少なくとも1つが干渉成分である場合には、測定対象成分と干渉成分との波長の干渉が生じやすく、分析の精度が低下しやすい。このような場合であっても、上記のような赤外線ガス分析装置によれば、試料セル1を透過した赤外光から干渉成分の波長を良好に除去することができるため、精度よく分析を行うことができる。 Further, according to the infrared gas analyzer as described above, when at least one of the SO 2 component, the NO x component, the CO component, and the CO 2 component is contained in the sample gas as the measurement target component, the analysis can be performed with high accuracy. It can be carried out. Since each of the above components exists in a region where the infrared absorption wavelength range is close to each other, when at least one of these components is a measurement target component and at least one of the remaining components is an interference component, measurement is performed. Wavelength interference between the target component and the interference component tends to occur, and the accuracy of analysis tends to decrease. Even in such a case, according to the infrared gas analyzer as described above, since the wavelength of the interference component can be satisfactorily removed from the infrared light transmitted through the sample cell 1, the analysis is performed with high accuracy. be able to.
ただし、本発明に係る赤外線ガス分析装置は、排ガスに限らず、他の各種ガスを試料ガスとして分析を行うことができる。この場合、SO2成分、NOx成分、CO成分又はCO2成分以外の成分を測定対象成分として含む試料ガスの分析に、本発明に係る赤外線ガス分析装置を適用することができる。 However, the infrared gas analyzer according to the present invention can perform analysis using not only exhaust gas but also other various gases as sample gases. In this case, the infrared gas analyzer according to the present invention can be applied to the analysis of a sample gas containing a component other than the SO 2 component, NO x component, CO component, or CO 2 component as a measurement target component.
また、本発明に係る赤外線ガス分析装置は、調湿部8やバイパス流路9を備えた構成に限らず、これらを備えていない構成などであってもよい。さらに、基準ガス及び試料ガスを試料セル1内に交互に供給するような構成に限らず、例えば試料セルと基準セルとが個別に設けられ、試料セル内の試料ガスと、基準セル内の基準ガスとに、それぞれ赤外光を照射するような構成であってもよい。 In addition, the infrared gas analyzer according to the present invention is not limited to the configuration including the humidity control unit 8 and the bypass channel 9, and may be a configuration not including these. Further, the configuration is not limited to the configuration in which the reference gas and the sample gas are alternately supplied into the sample cell 1, for example, the sample cell and the reference cell are provided individually, and the sample gas in the sample cell and the reference gas in the reference cell are provided. The gas may be irradiated with infrared light.
図3は、効果確認試験の結果を示す図である。以下では、図3を参照しながら、図2Aのようなフィルタ部100を用いて、CO成分を測定対象成分として含む試料ガスの分析を行った場合の効果確認試験の結果について説明する。図3では、赤外線ガス分析装置(CO計)を用いて測定を行った結果として、試料ガスに含まれている実際のCO成分の濃度に対する測定された濃度の誤差(干渉値)を、干渉成分であるCO2成分の濃度に対応付けて示している。
FIG. 3 is a diagram showing the results of the effect confirmation test. Hereinafter, with reference to FIG. 3, the result of the effect confirmation test when the sample gas including the CO component as the measurement target component is analyzed using the
まず、測定対象成分であるCO成分に対する干渉成分として、CO2成分及びN2O成分を混合して封入したフィルタ部を用いた場合には、図3にL1で示すような測定結果となり、最大で−3ppmの誤差が生じた。 First, when a filter unit in which a CO 2 component and an N 2 O component are mixed and sealed as an interference component with respect to a CO component that is a measurement target component, a measurement result as indicated by L1 in FIG. An error of -3 ppm occurred.
次に、図2Aに示すように、CO2成分及びN2O成分を異なる封入室111、112に個別に封入したフィルタ部100を用いた場合には、図3にL2で示すような測定結果となり、CO2成分の濃度にかかわらず、±1ppmの範囲Aの誤差に収まった。
Next, as shown in FIG. 2A, when the
以上のような効果確認試験の結果から、図2Aのようなフィルタ部100を用いて分析を行うことにより、精度よく分析を行うことができることが分かる。この結果によれば、図2Bのようなフィルタ部100を用いて分析を行った場合も、同様の効果を奏することができるものと考えられる。
From the results of the effect confirmation test as described above, it is understood that the analysis can be performed with high accuracy by performing the analysis using the
1 試料セル
2 光源
3 検出器
4 供給路
5 試料ガス流路
6 基準ガス流路
7 排気路
8 調湿部
9 バイパス流路
10 セクタ
11 信号処理部
12 表示部
41 分岐部
42 合流部
100 フィルタ部
110 本体
111、112 封入室
113 透明板
120 本体
121、122、123 封入室
124 透明板
SV1〜SV5 電磁弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記試料セルを透過した赤外光が入射し、試料ガス中の測定対象成分に対する干渉成分の波長を除去するためのフィルタ部と、
前記フィルタ部を透過した赤外光を検出する検出器とを備え、
前記フィルタ部には、複数の干渉成分にそれぞれ対応する異なるガスが個別に封入された複数の封入室が設けられており、前記試料セルを透過した赤外光が、前記複数の封入室を順次に透過することにより、各封入室に封入されているガスに対応する干渉成分の波長のみが各封入室内で除去されて前記検出器で検出されるようになっていることを特徴とする赤外線ガス分析装置。 An infrared gas analyzer for performing analysis based on the amount of infrared light transmitted through the sample cell by supplying sample gas into the sample cell and irradiating the sample cell with infrared light,
Infrared light transmitted through the sample cell is incident, and a filter unit for removing the wavelength of the interference component with respect to the measurement target component in the sample gas ;
A detector for detecting infrared light transmitted through the filter unit ;
The filter unit is provided with a plurality of enclosure chambers in which different gases respectively corresponding to a plurality of interference components are individually enclosed, and infrared light transmitted through the sample cell sequentially passes through the plurality of enclosure chambers. infrared gas by passing through, characterized in that only the wavelength of the interference component corresponding to the gas sealed in the sealed chamber is adapted to be detected by the detector is removed by the sealed chamber Analysis equipment.
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