JPH01148945A

JPH01148945A - 赤外線検出器

Info

Publication number: JPH01148945A
Application number: JP30846987A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Kano; 龍三加納
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-12
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JP2685072B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、赤外線検出器に関する。さらに詳しくは、
ガス分子固有の赤外線吸収効果を利用して特定のガス成
分濃度を検出でき、ことに赤外線式ガス分析計（ＮＤ　
Ｉ　Ｒ）の検出器として有用なガス封入型赤外線検出器
に関する。

（ロ）従来の技術従来、ガス成分濃度の赤外線による検出方法として、第
３図に示すように被測定成分含有ガスをコンデンサマイ
クロホンの金属膜４で仕切られた赤外線透過窓を有する
二つ部屋内に導入・密封したガス封入型検出器を用いる
方法が知られている。

この方法は、試料ガスが保持又は流通された試料セルか
らの赤外線透過光を上記検出器の一方の部屋（測定室；
２）に、かつ参照ガス（通常、窒素ガス５が保持された
比較セルからの赤外線透過光を他方の部屋（比較室；３
）に、各々一定の周期で交互に照射し、これら赤外線の
照射によって受は取る測定室と比較室内のガスの熱エネ
ルギー差により生じうる各部屋内の圧力差により金属膜
４を一定周期で振動させ、この振幅強度に基づいて試料
ガス中の被測定成分を定量する方法である。

従って、上記検出器の測定室と比較室とは原則として金
属膜で完全に分離密閉されていることが要求されるが、
実際に完全に分離した場合には、測定室と比較室内へ導
入・密閉するガス圧を同一にして張着された金属膜を基
準位置（非湾曲状態）に調整することが困難であり、仮
に同一に調整できても長期間に亘って同一圧力に維持す
ることが困難であった。

このため、従来、上記金属膜を検出器容器内に張着固定
する絶縁性固定具Ｉ！と容器内壁との接合部に用いられ
るシール材として、いわゆるペーパーパツキンのような
ガス流通性のバッキング材１２を用いてこの締め付は圧
力を調整したり、またその接合部の容器内壁の一部に傷
をつけることによって、測定室と比較室との間を僅かに
ガス流通可能とし、それにより、一定時間放置後に両室
内のガス圧力が一定になるようにすることが行われてい
る。

そして、上記ガス流通可能な測定室と比較室を用いた検
出器においては、被測定成分含有ガスを導入する際に画
室に各々接続されるガス導入管を開放した状態で一方の
ガス導入管からガスを圧入することにより、とくに専用
のエアー抜き等を設けることなく両室内にガスを導入す
ることも可能であった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記のごとき検出器においては、測定室
と比較室との間の僅かなガス流通がバッキング材の締め
付けの度合や容器壁への傷の作製度合等の経験的な手法
によって調整されるため、意図する僅かなガス流通を再
現性良く設定することが困難であった。

また、被測定成分含育ガスの導入を一方のガス導入管か
らの圧入によって行う場合には画室間のガス流通性が極
めて小さいため、他方の室に所定量のガスが満たされる
迄に長時間を要する問題があり、ことに被測定成分とし
て分子量の大きいヘキサンやアルコールなどを対象とす
る場合この傾向が著しい。この際、ガス導入圧を大きく
すれば、導入時間を短縮できるが、この場合には、張着
された金属膜に大きな応力か掛かつて歪みが生じる不都
合があった。

この２明は、上記種々の問題点を解消すべくなされたも
のであり、ガス導入が迅速に行え、かつ導入後の両室内
での圧力の安定化も円滑に行われ、しかも簡便に製造で
きるガス封入型検出器を提供しようどするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段かくしてこの発明によれば、赤外線透過部を有しかつ被
測定成分含有ガスを封入可能な容器と、この容器内に張
着された金属膜で隔離構成された測定室及び比較室と、
この測定室及び比較室のいずれかに内蔵されて上記金属
膜と共にコンデンサマイクロホンを構成する固定電極を
備え、上記容器内に、測定室と比較室との間を連絡する
、流量抵抗の小さな導通路及び流量抵抗の大きな細管路
を併設し、かつこの導通路の途中に流路閉鎖手段を設け
たことを特徴とする赤外線検出器が提供される。

この発明は、ガス封入型赤外線検出器の測定室と比較室
との間に、両室間で生じうるガス圧力差を徐々に解消し
うる流量抵抗の大きな細管路を設けると共、に、測定室
と比較室のいずれか一方へのガス導入により他方の部屋
にガスが円滑に導入される流量抵抗の小さなガス導入専
用の導通路を設け、さらにガス導入後にこの導通路を閉
鎖しうる流路閉鎖手段を設けて使用時の画室間の迅速な
ガス流通を回避できるよう構成したものである。

上記細管部の流量抵抗は、少なくとも検出器使用時に両
室内で生じうる周期的な圧力変動を実質的に阻害しない
僅かなガス流通性が得られる程度の大きさに設定され、
例えば、圧力変動の周期が１０Ｈｚ程度でガス圧３００
　Ｐａの条件下において流量が約１０〜２０ｙ、９１分
に制限される細管を用いるのが適している。この流量が
大きすぎると使用時に生じうる両室間の圧力差が吸収さ
れるため検出器としての感度の低下を招き、また少なす
ぎると非使用時における画室の圧力平衡化に時間がかか
りすぎるため好ましくない。なお、この細管部には流量
抵抗を変化しうるニードル弁等の調圧弁が付設されてい
てもよい。

この発明における導通路は、細管部に比して小さな流量
抵抗養育する金属管や通路で構成するのが適している。

この流量抵抗は画室の一方から他方へのガス導入が円滑
に行える程度とされる。通常、内径０．１５〜Ｑ、２ｎ
ｍ程度の導通路で構成するのが適している。

一方、上記導通路の途中に設けられる流路閉鎖手段°と
しては、該導通路を通じてのガスの移動を実質的に完全
に防止できるものであればよく、管路閉鎖弁等を用いる
ことも可能であるが密閉性の点で鉛等の可塑性金属を導
通路の途中に挿入・押圧して封止固定する強制バッキン
グ式の閉鎖手段を用いるのが好ましい。

（ホ）作用流路閉鎖手段が開放状態で、測定室と比較室のいずれか
一方に被測定成分含有ガスを外部から導入するとこのガ
スは導通路を通じて他方に迅速に供給されることとなる
。一方、ガス導入後に流路閉鎖手段を閉じた状態で、測
定室と比較室との間に生じうるガス圧の不均衡は、細管
部を通じてのガス置換により徐々に解消されることとな
る。

（さ）実施例第１図に示すｌは、この発明の赤外線検出器の一実施例
を示す内部構成説明図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ
線断面図を示すものである。

図に示すごとく、赤外線検出器１は、その内部に赤外線
透過窓ｌＯを有する円筒状空隙からなる赤外線吸収部２
１、円周側壁を有する空隙からなる感応部２３及びこれ
らの接続路２２で構成された測定室２と、同じく赤外線
吸収部３１、感応部３３及び接続路３２で構成された比
較室３を備えた黄銅製容器９からなり、これら測定室２
と比較室３はコンデンサマイクの金属膜４（チタン膜）
で隔離されてなる。ここで金属膜４は円筒状のリング１
３に張着されており、このリング１３は、切抜部を有し
かつコンデンサマイクの固定電極５を中央に支持する円
板状の絶縁性固定具１１（セラミック製）に固定されて
おり、さらにこの固定具１１はガス非透過性のシール材
を介して容器９の内壁の段状部に接合されている。なお
、図中１４．１５は各々ガスの導入や排出を行うガス流
通管を示し、これらは最終的に封止される。また、金属
膜４及び固定電極５は、図示しないリード線を介して外
部の容量変動検出器に接続されている。

そして、上記容器９の壁内には、測定室２の感応部２３
と比較室３の感応部３３との間を連絡する導通路７が設
けられており、さらにこの導通路７′には、鉛バッキン
グ８１とこれを導通路７内に圧入固定可能な締付ボルト
８２からなる流路閉鎖手段８が付設されている。また、
絶縁性固定具１１には、同じく感応部を２３と３３との
間を連続するステンレス細管６が埋設されている。この
実施例においては、上記導通路７は直径２＋ｕ、長さ１
５１１に構成されており、ステンレス細管６は内径０．
１８１Ｌ長さ７ｎのものが使用されている。

かかる赤外線検出器１は、使用に際し、ガスが封入され
る。このガス封入は、ガス導入口１４゜１５を各々開放
した状態で例えばガス流通管１４から被測定成分含有ガ
スを容器９内に導入することにより行われる。測定室２
内に導入されるガスは導通路７を通じて比較室３内に供
給される。これにより、測定室２と比較室３内のガス置
換が短時間で円滑に行われることとなり、導入ガス圧を
大きくしても金属膜４に歪み等が生じることもない。通
常、ガス導入時間は３０〜６０分程度で充分である。

画室２．３内が充分にガス置換された後、出口側のガス
流通管Ｉ５を封止し、次いで入口側のガス流通管１４を
封止し最後に締付ボルト８１を締め付けて鉛バッキング
８２を導通路７内に挿入・押圧することにより導通路を
封止することによって赤外線検出可能な状態となる。そ
して、測定室２と比較室３内のガス圧が上記封止終了後
に異なる場合には、細管６を通じて高圧側から低圧側に
徐々にガスが移向して平衡状態が得られ、金属膜４の面
方向の応力は解消されて湾曲等を生じない基準張着状態
が得られる。　　　　　・さらに上記細管６は３００　
Ｐａのガス圧下でガス流量が約ＬＯｚＱ１分となるよう
な大きな流量抵抗を有しているため、通常の周期の赤外
線照射により生じる測定室と比較室間の周期的な圧力差
変動を阻害することもない。従って、検出時には細管６
を通じてのガス秒間は実質的に無視でき、この細管は非
検出時に画室の圧力を平衡化するのみ作用する。

（ト）発明の効果この発明の赤外線検出器によれば、被測定成分含有ガス
の封入が短時間で簡便に行えしかも、金属膜を傷めるこ
ともない。さらに、封入後における測定室及び比較室間
の圧力の不均衡も自動的に解消される。そして装置製造
上、再現性良く上記圧力平衡化機能を構成できるため、
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の赤外線検出器の一実施例１を示し
、ガス封入前の状態を示す内部構成説明図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は従来の赤外線検出器を
例示する第１図相当図である。１・・・・・・赤外線検出器、２・・・・・・測定室、　３・・・・・・試料室、４・
・・・・・金属膜、　５・・・・・・固定電極、６・・
・・・・ステンレス細管、　７・・・・・・導通路、訃
・・・・・流路閉鎖手−段、　　９・・・・・・容器、
ｌＯ・・・・・・赤外線透過窓、１４．１５・・・・・・ガス流通管。の

Claims

【特許請求の範囲】１、赤外線透過部を有しかつ被測定成分含有ガスを、封
入可能な容器と、この容器内に張着された金属膜で隔離
構成された測定室及び比較室と、この測定室及び比較室
のいずれかに内蔵されて上記金属膜と共にコンデンサマ
イクロホンを構成する固定電極を備え、上記容器内に、測定室と比較室との間を連絡する、流量
抵抗の小さな導通路及び流量抵抗の大きな細管路を併設
し、かつこの導通路の途中に流路閉鎖手段を設けたこと
を特徴とする赤外線検出器。