JPH0112188Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、サンプルガス中の特定成分の濃度を
測定する赤外線輻射式ガス分析計に関する。

〔従来の技術〕

従来、ガス濃度の測定には、ランベルト・ベー
ルの法則を利用した非分散赤外線吸収法による分
析計が用いられているが、赤外線光源と光源安定
化電源が必要で、回路構成が複雑かつ高価なもの
となり、又、光源やサンプルセルに起因するドリ
フトを防ぐための比較セルを備えさせる上から、
比較セルとサンプルセルとの光量を調節するため
の光学調節を必要としていた。

そこで、非分散赤外線吸収法による分析計の弧
のような欠点を解消するため、赤外活性な気体分
子が高温になつたときに輻射するガス固有の特定
波長の赤外線輻射量を測定することにより、従来
の赤外線分析計において必要とされた赤外線光源
や光源安定化電源を用いない、簡単かつ安価な構
成によつてサンプルガス中の特定成分の濃度を測
定することができる赤外線輻射式ガス分析計を、
本出願人は別途出願しているところである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記赤外線輻射式ガス分析計に
おいては、未だ測定精度面で改良の余地がある。
即ち、サンプルガスが高温であることによつて、
赤外線輻射用のセル周囲における空気、チヨツパ
ーなどの背景からの赤外線輻射の影響を相対的に
少なくすることができるものの、セル壁面からの
赤外線輻射やセル窓の汚れ、その他温度変化など
によつて、赤外線検出器が受光する赤外線輻射量
が変化し、このためにゼロ点が変化して、これが
濃度検出の測定誤差要因となることが判つた。

本考案は、上述の事柄に留意してなされたもの
で、その目的とするところは、上記測定誤差要因
を除去して、濃度測定を高精度で行うことができ
る、使用面で有用な赤外線輻射式ガス分析計を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本考案に係る赤外
線輻射式ガス分析計は、ほぼ同一の光学的厚みを
有する赤外線輻射式のサンプルセルと比較セルと
を並設し、これら両セルに共通にヒーターを設
け、このヒーターにより前記両セルを同時に加熱
するように構成すると共に、前記サンプルセルに
サンプルガスを供給し、かつ前記サンプルガスか
ら測定対象成分を除去した比較ガスを供給する一
方、前記両セルからの赤外線を受光する１個の赤
外線検出器と前記両セルとの間に、前記測定対象
成分から輻射される赤外線を透過させるフイルタ
ーを設け、更に、前記両セルから輻射される赤外
線を前記赤外線検出器に交互に受光させるチヨツ
パーを設けて、前記両セルからの赤外線の輻射量
の差に基づいて前記測定対象成分の濃度を測定す
るように構成してある。

〔作用〕

上記構成によれば、サンプルセルと比較セルと
が、両セルに共通のヒーターによつて同時に加熱
され、両セル内のサンプルガス、比較ガスが一定
温度に達すると、それらから赤外線が輻射され
る。そして、サンプルセルにおける測定対象成分
から輻射される特定波長の赤外線及びセル壁面、
セル窓などの背景赤外線と、比較セルからのセル
壁面、セル窓などの背景赤外線とが、フイルター
を経て赤外線検出器に交互に受光され、その赤外
線の輻射量の差に基づいて測定対象成分の濃度が
表示機構に表示される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を、図面に基づいて説明
する。

第１図は本考案に係る赤外線輻射式ガス分析計
の一例を示し、同図において、１はサンプルガス
の入口２と出口３とを有するサンプルセル、４は
サンプルガスから測定対象成分を除いた比較ガス
を封入した比較セルで、サンプルセル１と隣接す
るよう並設されている。両セル１，４の内周面は
共に鏡面に仕上げられており、それぞれの両端に
は赤外線透過材料からなるセル窓１ａ，１ｂ，４
ａ，４ｂが設けてある。そして、これら両セル
１，４のセル長、つまりセル窓１ａ，１ｂ，４
ａ，４ｂの両端にわたる光学的厚みを互いに等し
くしてある。

５は両セル１，４に共通に設けられるヒーター
で、このヒーター５により両セル１，４が同時に
加熱されるようにしてある。そして、このヒータ
ー５は、両セル１，４内のガスを100℃以上に加
熱して、ガスから赤外線を輻射させるものであ
り、その周囲には断熱材６が被覆してある。

７は一方のセル窓１ａ，４ａの近くに設けられ
たスリツト板で、このスリツト板７は両セル１，
４からの赤外線量が相等しくなるような大きさに
してある。

８は反射ミラー、９は赤外線検出器で、反射ミ
ラー８によつて反射されてくるサンプルガス及び
比較ガスからの赤外線を受光する。１０は測定対
象成分からの特定波長の赤外線及びその波長と同
じ波長のセル１，４などから輻射される干渉赤外
線を透過させるフイルター、１１はチヨツパー
で、サンプルガス及び比較ガスからの赤外線を赤
外線検出器９に交互に輻射させるもので、このチ
ヨツパー１１の回転に伴つて、赤外線の輻射量に
応じた波長の交流電気信号が赤外線検出器９から
取り出される。

１２は赤外線検出器９からの交流電気信号を増
幅する増幅器であり、その出力側には測定対象成
分の濃度を表示する濃度表示機構１４が設けてあ
る。

而して、上記構成によれば、サンプルセル１と
比較セル４とが、両セル１，４に共通のヒーター
５によつて同時に加熱され、両セル１，４内のサ
ンプルガス、比較ガスが一定温度に達すると、そ
れらから赤外線が輻射される。そして、サンプル
セル１における測定対象成分から輻射される特定
波長（CO₂濃度を測定する場合においては、例え
ば4.3μｍバンド）の赤外線及びセル壁面、セル窓
などの背景赤外線と、比較セル４からのセル壁
面、セル窓などの背景赤外線とが、フイルター１
０を経て赤外線検出器９に交互に受光され、その
赤外線の輻射量の差に基づいて測定対象成分の濃
度が表示機構１４に表示される。

従つて、背景赤外線を取り除いた精度の高い濃
度検出が行われ、勿論、両セル１，４やセル窓１
ａ，４ａの汚れ、その他温度変化によつて赤外線
輻射量が変化しても、赤外線輻射量の絶対値の差
を基にして精度よく濃度検出を行うことができ
る。

尚、上述の実施例においては、サンプルガス及
び比較ガスを一定温度に加熱するようにしてある
が、ガス温度を一定に保つ必要はなく、例えば適
当な温度域にまで加熱するように構成すると共
に、ガス温度を測定する温度計を設けて、温度補
償させるように構成してもよく、又、予め高温に
加熱したガスをセル１に導入するように構成して
もよい。

又、赤外線検出器９やフイルター１０として
は、各種公知の構成のものを利用することができ
るのは云うまでもない。そして、フイルター１０
を、異なる波長の赤外線を透過させるものに交換
することによつて、各種成分の濃度を検出するこ
とができるものであり、従つて、測定対象成分が
限定されるものではない。

第２図は本考案の他の実施例に係る赤外線輻射
式ガス分析計を示し、同図においては、比較セル
４にガスの入口１５と出口１６とを設けると共
に、入口１５にサンプルガス供給管１７からの分
岐管１８を接続し、この分岐管１８に測定対象成
分を除去する除去器１９を設け、もつて、比較セ
ル４に、サンプルガスから測定対象成分のみを除
去した比較ガスを供給するようにしたもので、サ
ンプルセル１と比較セル４に同様の干渉成分が含
まれるため、干渉影響を除去することができる。
尚、この第２図において、第１図における部材と
同一部材には同一の符号を付してある。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、サンプ
ルガスから輻射される赤外線と、サンプルガスか
ら測定対象成分を除去した比較ガスから輻射され
る赤外線との差を基にして、測定対象成分の濃度
を測定するものであるから、測定誤差要因となる
背景赤外線や干渉赤外線の影響を受けないで、高
精度で測定対象成分の濃度測定を行うことができ
るようになつた。

又、サンプルセルと比較セルとを、両セルに共
通のヒーターによつて同時に加熱するようにして
いるので、両セル内のサンプルガスと比較ガスと
を常に同じ温度に加熱することができると共に、
高温度制御が簡単であるといつた測定上きわめて
大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る赤外線輻射式
ガス分析計の構成図、第２図は他の実施例に係る
赤外線輻射式ガス分析計の構成図である。 １……サンプルセル、４……比較セル、５……
ヒーター、９……赤外線検出器、１０……フイル
ター、１１……チヨツパー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ほぼ同一の光学的厚みを有する赤外線輻射式の
   サンプルセルと比較セルとを並設し、これら両セ
   ルに共通にヒーターを設け、このヒーターにより
   前記両セルを同時に加熱するように構成すると共
   に、前記サンプルセルにサンプルガスを供給し、
   かつ前記サンプルガスから測定対象成分を除去し
   た比較ガスを供給する一方、前記両セルからの赤
   外線を受光する１個の赤外線検出器と前記両セル
   との間に、前記測定対象成分から輻射される赤外
   線を透過させるフイルターを設け、更に、前記両
   セルから輻射される赤外線を前記赤外線検出器に
   交互に受光させるチヨツパーを設けて、前記両セ
   ルからの赤外線の輻射量の差に基づいて前記測定
   対象成分の濃度を測定するように構成してあるこ
   とを特徴とする赤外線輻射式ガス分析計。