JPH01169339A - マルチ流体変調方式による流体分析装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マルチ流体変調方式（これは本発明者らの名
付けた名称である）という従来になかった特異な手法を
採用することによって、ただ１個の検出器を用いるだけ
でありながら、２つの（または２つの系に分流された）
サンプル流体を、同時にかつ連続的にしかも非常に精度
良く分析することができる、全く新規な流体分析装置を
提供せんとしてなされたものである。

〔従来の技術〕

例えば、サンプル流体の一例である大気中に含まれる自
動車排気ガスや工場排気ガスなどの有害成分（ＮｏＸ、
Ｈ，Ｃ，、あるいは、ＣＯＸなど）の濃度（ひいては量
）を分析するような場合に使用される流体分析装置とし
ては、従来から、ケミカルルミネッセンス検出器（ＣＬ
　Ｄ）を備えた分析装置とか、フレームイオン検出器（
ＦＩＤ）を備えた分析装置とか、あるいは、コンデンサ
マイクロフォン方式またはマイクロフロ一方式等による
ニューマチイック型検出器やサーモパイルあるいは半導
体等の固体検出器を備えた非分散型赤外線分析装置（Ｎ
ＤＩＲ）など、各種の検出器（センサー）を採用して成
る流体分析装置が用いられている。

ところで、前記のような流体分析を行うに際しては、例
えば、ＮＯとＮｏｔ、あるいは、メタン（ＣＨ４）とメ
タン以外のＨＣ（ＮＭＨＣ）　、あるいはまた、ＣＯと
Ｃｏｔというように、サンプル流体中の２つの成分濃度
を同時にかつ連続的に測定する必要があることが多いが
、従来一般の流体分析装置によってそれを実現するため
には、どうしても２個の検出器（センサー）が必要であ
った。

即ち、ＮｏとＮＯ２とを同時連続測定する場合には、サ
ンプル流体を２つの測定系に分流し、−方の系にはサン
プルガス中のＮＯ濃度をそれ単独で測定するための第１
ＮＯ検出器を設け、他方の系にはサンプルガス中のＮ０
８をＮｏに変換する処理を施して生成された処理流体中
の全Ｎ　Ｏｔ１度を測定するための第２ＮＯ検出器を設
ける、というように２個のＮＯ検出器が必要であり（Ｎ
ｏ。

濃度は第２ＮＯ検出器による全Ｎ０ｔ１度検出値と第１
ＮＯ検出器によるＮｏ単独濃度検出値との差として得ら
れ、この手法は差量法と呼ばれる）、また、メタンとメ
タン以外のＨＣ（ＮＭＨＣ）とを同時連続測定する場合
には、サンプル流体を２つの測定系に分流し、一方の系
にはサンプル流体中の全ＨＣｔ１度（ＴＨＣ）を測定す
るための第１ＨＯ検出器を設け、他方の系にはサンプル
流体中のメタン以外のＨＣを触媒燃焼させて除去する処
理を施して生成された処理ガス中のメタン濃度を測定す
るための第２ＨＣ検出器を設ける、というように２個の
ＨＣ検出器が必要であり（この場合も差量法を用いてお
り、ＮＭＨＣは第１ＨＣ検出器によるＴＨＣ濃度検出値
と第２ＨＣ検出器によるメタン７７４度検出値との差と
して得られる）、また、サンプル流体中のＣＯとＣＯｚ
とを同時連続測定する場合には、サンプル流体を２つの
測定系に分流し、一方の系にはＣＯ検出器を設は他方の
系にはＣＯｔ検出器を設けるというように、ＣＯ検出器
とＣＯ２検出器の２個の異なる検出器が必要である。

そして、上記のように同一サンプル流体を２つの系に分
流することにより、そのサンプル流体中の２つの成分の
同時連続分析を行う場合に限らず、２つの異なるサンプ
ル流体について夫々の中に含まれる特定成分の同時連続
分析を行おうとする場合にも、同様に２つの検出器（セ
ンサー）を必要とすることが明らかである。

しかしながら、上記したように、同一サンプル流体中の
２つの成分の同時連続分析、あるいは、２つの異なるサ
ンプル流体について夫々の中に含まれる特定成分の同時
連続分析を行うに際して、前記従来装置におけるように
２つの検出器を用いなければならないということは、 （ア）分析装置が大型化すると共に製造コストが高くつ
（、 という問題のみならず、 （イ）２つの検出器毎にゼロ・スパン調整などの調整を
必要とするので、測定に要する手間が大きく非常に面倒
である、 （つ）各検出器の調整が十分で無く、２つの検出器の間
にゼロ調整誤差や感度差が存在する場合には、非常に大
きな測定誤差が生じることになる、といった種々の問題
を引き起こす。

そこで、このような問題を避けるために、ただ１個の検
出器を備えた分析装置を用いて、同一サンプル流体中の
２つの成分を交互に測定するとか、あるいは、２つの異
なるサンプル流体を交互に測定するという、言わばバッ
チ的な分析方法によることも考えられるが、その場合に
は、同時連続測定を行えないために、測定データが不連
続になってしまうという欠点があり、特に、前述した差
量法を用いた分析を行う場合には、測定精度の大きな劣
化を招く虞れがある。従って、単に検出器の個数を節約
するためにのみ、このようなバッチ的分析方法を採用す
ることは、流体分析の本来の目的を大きく犠牲にするこ
とになりかねず、得策とは言えない。

そこで、かかる従来実情に鑑みて、本発明者らは、鋭意
研究の結果、マルチ流体変調方式という画期的な手法を
採用することによって、ただ１個の検出器を用いるだけ
でありながら、複数の（または複数の系に分流された）
サンプル流体を、同時にかつ連続的に分析することがで
きる、全く新規な流体分析方法ならびに流体分析装置を
開発するに至り、その基本的概念については、昭和６２
年１２月１１日付は出願の特許願および昭和６２年１２
月１２日付は出願の特許願等の先願により、既に提案し
ているところである。

即ち、そのマルチ流体変調方式による流体分析装置（方
法については、この装置において適用されている）とは
、第１Ｏ図に示す基本的概念図および第１１図に示す要
部具体的構成図に示すところから明らかなように、 複数（この例では２つ）のサンプル流体Ｓｌ。

Ｓ２（これらは、もともと異なるものでも、あるいは、
単一のサンプル流体を２つの系に分流したものでもよい
）を、夫々、比較流体Ｒ１，Ｒ２により互いに異なる周
波数Ｆｌ、Ｆ２　（ヘルツ）で流体変調するための流体
変調手段Ｖｌ、Ｖ２と、ただ一個の検出器りを存すると
共に、前記流体変調された各サンプル流体Ｓｌ、Ｓ２が
同時にかつ連続的に供給される分析部Ａと、 前記分析部へにおける前記検出器りからの出力信号０を
、適宜周波数分離手段および信号整流・平滑手段（第１
Ｏ図においては概念的に示している）を用いて、前記各
サンプル流体３１．３２に対する各変調周波数Ｆ１．Ｆ
２の信号成分Ｏｆ。

ｏ２に分離して夫々整流および平滑化処理することによ
り、前記各サンプル流体３１．Ｓ２に関する分析値を得
るための信号処理手段Ｂとから成り１、更に、前記信号
処理手段Ｂを構成するに、第１１図に具体的に示してい
るように、 前記検出器りからの出力信号０から、前記各変調周波数
Ｆ１．Ｆ２付近の帯域の信号のみを夫々通過させる２つ
のバンドパスフィルター　ａｌ。

ａ２を互いに並列的に設けると共に、 前記各バンドパスフィルターａｌ（ａ２）の後段に、そ
の通過帯域周波数Ｆｌ　（Ｆ２）に対応する流体変調手
段Ｖｌ（Ｖ２）による実際の流体変調動作に同期して、
そのバンドパスフィルターａｌ（ａ２）からの出力信号
を検波整流する同期検波整流器ｂｌ（ｂ２）を設け、か
つ、前記各同期検波整流器ｂｌ（ｂ２）の後段に、それ
からの出力信号を平滑化するための平滑素子Ｃ１（Ｃ２
）を設けである、 という特徴を備えているものである。

つまり、かかる構成を有するマルチ流体変調方式による
流体分析装置においては、例えばロータリーパルプとか
３方切換電磁弁あるいは４方切換電磁弁などで構成され
る適宜流体変調手段Ｖｌ。

■２を用いて、比較流体Ｒ１，Ｒ２により互いに異なる
周波数Ｆ１．Ｆ２で夫々流体変調した２つの（または２
つの系に分流された）サンプル流体３１、Ｓ２を、ただ
一個の検出器りを有する分析部へへ、同時にかつ連続的
に供給することにより、先ず、そのただ一個の検出器り
から、全てのサンプル流体３１．Ｓ２に対応する個々の
測定信号成分（０１，０２）が−括的に重畳されたひと
つの測定信号０　（＝０１＋０２）を得る、という従来
常識では全く考えられなかった特異な手法を採用すると
共に、次に、前記ただ一個の検出器りからの出力信号０
を、例えば、第１θ図に例示しているように適宜周波数
分離手段と信号整流・平滑手段とを組み合わせて構成さ
れた信号処理手段Ｂを用いることによって、前記各サン
プル流体Ｓｌ。

Ｓ２に対する各変調周波数Ｆｌ、Ｆ２の信号成分０１．
０２に分離して夫々整流および平滑化処理するという信
号処理を行うことにより、前記各サンプル流体Ｓｌ、Ｓ
２に関する分析値を得るようにしであるから、たとえ、
同一サンプル流体中の２つの成分の同時連続分析、ある
いは、２つの異なるサンプル流体について夫々の中に含
まれる特定成分の同時連続分析を行うに際しても、ただ
１個の検出器（センサー）を設けるだけで済み、従って
、２つの検出器を必要としていた従来−触の流体分析装
置の場合に比べて、装置全体の小型化および面素化なら
びにコスト低減を容易に図れると共に、検出器の調整を
容易かつ短時間に行え、かつ、従来のように複数の検出
器間のゼロ調整誤差や感度差は生じ得ないことから、常
に良好な測定精度を確保できるという基本的に優れた利
点を有している。

しかも、前記信号処理手段Ｂとしては、例えばフーリエ
解析（周波数分離処理に相当する）および絶対値平均化
処理（整流・平滑化処理に相当する）などの数値解析の
演算処理が可能なコンピューターを用いるとか、あるい
は、ロックインアンプなどの電気回路を用いるというよ
うに、種々のソフトあるいはハードによる適宜手段を構
成することが可能であるが、上記流体分析装置において
は、特に、バンドパスフィルターａｌ（ａ２）と、同期
検波整流器ｂｌ（ｂ２）と、例えばローパスフィルター
やコンデンサーで構成される平滑素子ｃｌ（ｃ２）とを
直列接続して成る信号処理系列を２系列並列に設けた構
成としであるため、前記のようなコンピューターあるい
はロックインアンプを用いる手段に比べて、非常に簡単
でかつ安価に構成できるのみならず、バンドパスフィル
ターａｌ（ａ２）のみでは不十分である虞れがある周波
数分離作用を同期検波整流器ｂｌ（ｂ２）により補足し
てより一層精度の良い周波数分離を行えるように構成し
であるから、例えば、ただ単にバンドパススフイルター
のみで周波数分離した後で直ちに絶対値整流するだけの
構成のものに比べて、格段に優れた信号処理性能（Ｓ／
Ｎ比）を得ることができるという利点もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したように種々のを用な利点を備え
ているマルチ流体変調方式による流体分析装置において
も、なお次のような問題が残存している。

即ち、前記第１１図を用いて説明したように、前記信号
処理手段Ｂにおいては、検出器りから入力される測定信
号Ｏを、先ず、バンドパスフィルターａｌ、ａ２によっ
て、両サンプル流体３１゜Ｓ２に対応する個々の測定信
号成分０１　（周波数Ｆｌ）、０２　（周波数Ｆ２）に
分離するのであるが、それら両流体変調周波数Ｆ１．Ｆ
２を十分に大きく異なるものに設定するとか、あるいは
、両バンドパスフィルターａｌ、ａ２として相当に鋭い
周波数カット特性を有する高級なものを用いる、などと
いった実用上非常に困難な対策を講じない限り、それら
により確実な周波数分離結果を得ることはできず、従っ
て、各バンドパスフィルターａｔ（ａ２）を通過した信
号には、本来の周波数Ｆｌ（Ｆ２）の信号０１以外に、
どうしても他方の流体変調周波数Ｆ２（Ｆｌ）によるノ
イズ成分が混入してしまう、という相互干渉影響が生じ
ることになる。

このように、各バンドパスフィルターａｌ（ａ２）を通
過した信号の中に、相互干渉影響による他方の流体変調
周波数Ｆ２（Ｆｌ）のノイズ成分が混入していると、下
記のような不都合が生じる。

つまり、前記両流体変調周波数Ｆｌ、Ｆ２は、通常、任
意に設定され得るものであるが、その場合には、−触に
、その信号が同期検波整流器ｂ１（ｂ２）によって同期
検波整流された後においても、前記干渉ノイズ成分に対
応した信号が、測定誤差要因として残存してしまうこと
になる（つまり、その平滑値がＯにならない）。

このことは、例えば、一方の流体変調周波数ＦｌをＩＨ
ｚ、他方の流体変調周波数Ｆ２を３Ｈｚとした場合の例
を示した第１２図（イ）、（ロ）から容易に理解される
であろう。

なお、上記のような相互干渉影響による測定誤差要因は
、特に、第１２図（イ）から明らかなように、低い方の
周波数信号を測定信号とする系において非常に大きく現
れるが、第１２図（ロ）から明らかなように、高い方の
周波数信号を測定信号とする系においてはそれほど大き
くは現れない（つまり、高い方の周波数信号を測定信号
とする県側から低い方の周波数信号を測定信号とする県
側への干渉が大きい）傾向があることが実験的に判明し
ており、また、それは上記第１２図（イ）。

（ロ）のグラフから理論的にも検証することができる。

また、上記のような問題は、相互干渉影響によるノイズ
成分に限らず、例えば、前記流体変調手段Ｖｌ（Ｖ２）
の機械的デユーティのずれ等の他の要因に起因する他の
系の周波数Ｆ２（Ｆｌ）のノイズ成分が混入している場
合にも同様に生じるものである。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、
その目的は、前述した先願に係るマルチ流体変調方式に
よる流体分析装置の種々の利点を保持しながら、しかも
、両流体変調周波数を十分に大きく異なるものに設定し
たり、あるいは、信号処理手段における両バンドパスフ
ィルターとして鋭い周波数カット特性を有する高級なも
のを用いる、といった実用上困難な対策には依らずに、
掻く簡単に実施できる実用的手段をもって、上記したよ
うな一方の周波数信号を測定信号とする系における他方
の周波数信号の干渉ノイズ成分等に起因する測定誤差を
確実に低減させられるようにせんとすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明によるマルチ流体変
調方式による流体分析装置は、第１図に示す基本的概念
図および第２図に示す要部具体的構成図（クレーム対応
図）から明らかなように、２つの（また２つの系に分流
された）サンプル流体ＳＬ、３２を、夫々、比較流体、
Ｒ１，Ｒ２により互いに異なる周波数Ｆ１．Ｆ２　（ヘ
ルツ）で流体変調するための流体変調手段ＶＬ　　Ｖ２
と、ただ一個の検出器りを有すると共に、前記流体変調
された各サンプル流体Ｓｌ、３２が同時にかつ連続的に
供給される分析部Ａと、 前記分析部Ａにおける前記検出器りからの出力信号０を
、前記各サンプル流体３１．Ｓ２に対する各変調周波数
Ｆｌ、Ｆ２の信号成分０１，０２に分離して夫々整流お
よび平滑化処理することにより、前記各サンプル流体Ｓ
Ｌ、Ｓ２に関する分析値を得るために、前記検出器りか
らの出力信号０から、前記各変調周波数Ｆｌ、Ｆ２付近
の帯域の信号のみを夫々通過させる２つのバンドパスフ
ィルターａｌ、ａ２を互いに並列的に設けると共に、前
記各バンドパスフィルターａｌ（Ｒ２）の後段に、その
通過帯域周波数Ｆｌ（Ｆ２）に対応する流体変調手段Ｖ
ｌ（Ｖ２）による実際の流体変調動作に同期して、その
バンドパスフィルターａｌ（Ｒ２）からの出力信号を検
波整流する同期検波整流器ｂｌ（ｂ２）を設け、かつ、
前記各同期検波整流器ｂｌ（ｂ２）の後段に、それから
の出力信号を平滑化するための平滑素子ＣＩ（Ｃ２）を
設けて成る信号分析手段Ｂとから構成してあり、更に、
前記両流体変調手段Ｖｌ、Ｖ２を、それらによる流体変
調周波数Ｆｌ、Ｆ２の比が偶数または偶数分の１になる
ように設定してある、という特徴を備えている。

〔作用〕

上記特徴構成により発揮される作用は下記の通りである
。

即ち、全体的な基本構成としては、前述した先願に係る
マルチ流体変調方式による流体分析装置と同様であるた
め、それと同様の種々の利点が十分に保持されている上
に、本発明においては、特に、両流体変調手段Ｖｌ、Ｖ
２を、それらによる流体変調周波数Ｆｌ、Ｆ２の比が偶
数または偶数分の１になるように（例えば、ｈを整数と
して、Ｆｌ＝ｉ８Ｈｚ、Ｆ２＝２ｈｆＨｚまたはその逆
になるように）設定する、という手段を講じているから
、例えば、両流体変調周波数を十分に大きく異なるもの
に設定したり、あるいは、信号処理手段における両バン
ドパスフィルターとして鋭い周波数カット特性を有する
高級なものを用いる、といった実用上困難な手段を用い
ること無く、前述したような一方の周波数信号を測定信
号とする系における他方の周波数信号のノイズ成分に起
因する測定誤差を、確実にかつ容易に低減させることが
できるようになった。

つまり、例えば、一方（低い方）の流体変調周波数Ｆｌ
をＩＨｚ、他方（高い方）の流体変調周波数Ｆ２をその
偶数倍（２倍）の２Ｈｚとした場合において、第３図（
イ）に示すように、低い方の周波数信号（ＩＨｚ）を測
定信号とする系におけるバンドパスフィルター３１を通
過した信号の中に、本来の信号０１　（ＩＨｚ）以外に
、高い方の流体変調周波数（２Ｈｚ）の干渉ノイズ成分
が混入していたとしても、その信号を同期検波整流器ｂ
１によって同期検波整流すれば、前記ノイズ成分（２Ｈ
ｚ）は、その後における平滑素子ｃｌによる平滑値がプ
ラス／マイナス相殺されてＯになる形に同！ｔｅｌ　検
波整流されることになり、従って、平滑素子ｃｌからは
、本来の信号Ｏｆ　　（ＩＨｚ）のみに対応する正しい
測定信号が得られることになる。また、上記とは逆に、
高い方の周波数信号（２Ｈｚ）を測定信号とする系にお
いても、低い方の周波数信号（ＩＨ２）の干渉ノイズ成
分が同様にその平滑値がプラス／マイナス相殺されて０
になり、やはり、測定誤差の無い正しい測定信号が得ら
れることが、第３図（ロ）から容易に理解されよう。

〔実施例〕

以下、本発明に係るマルチ流体変調方式による流体分析
装置の具体的実施例を図面（第４図ないし第９図）に基
いて説明する。

第４図は第１実施例に係るマルチ流体変調方式による流
体分析装置の全体概略構成を示し、これは、例えば大気
中や生産設備からの排気流体などのサンプル流体中に含
まれるＮ　ＯｘあるいはＨ。

０８などの濃度を分析するような場合に用いられる。

さて、図示しているように、２つのサンプル流体３１．
　　Ｓ２　（これは、もともと異なるものであっても、
あるいは、後で詳述するように単一のサンプル流体を２
つの系に分流したものであってもよい）を、夫々、流体
変調手段ＶＬ、Ｖ２を用いて、比較流体Ｒ１，Ｒ２（一
般にはゼロガスが使用される）により、互いに異なる周
波数Ｆｌ、Ｆ２（ヘルツ）で流体変調した（つまり、サ
ンプル流体と比較流体とを所定の周波数で交互に通過さ
せた）後、それら流体変調された各サンプル流体３１．
３２　（Ｒ１，Ｒ２）を、ただ一個の検出器Ｄ（センサ
ー）を有する分析部Ａへ、同時にがっ連続的に供給する
ように構成しである。

なお、前記両流体変調手段Ｖｌ、Ｖ２は、それらによる
流体変調周波数Ｆｌ、Ｆ２の比が偶数または偶数分の１
になるように設定されている。つまり、一方の周波数（
ＦｌまたはＦ２）がｉ’Ｈｚである場合には、他方の周
波数（Ｆ２またはＦｌ）を２ｈｌＨｚ　　（ｈは整数）
になるように設定しである。本実施例の具体的数値は、
Ｆ１＝ＩＨｚ。

Ｆ２＝２Ｈｚ　　Ｎ！−１，ｈ＝１）とされている。

ところで、この実施例の場合には、前記分析部Ａにおけ
る検出器りとしては、一般に、Ｎｏ検出用のケミカルル
ミネッセンス検出器（ＣＬＤ）、あるいは、メタン（Ｃ
Ｈ４）検出用のフレームイオン検出器（Ｆ　Ｉ　Ｄ）な
どのように、サンプル流体が直接通過するタイプのもの
が用いられるため、前記流体変調された両サンプル流体
３１．３２は、混合状態で前記検出器りへ供給される。

従って、プリアンプ２を介して前記検出器りから出力さ
れる信号Ｏは、図中模式的に示しているように、両サン
プル流体ＳＬ、３２に対応する個々の測定信号成分（０
１，０２）が−括的に重畳されたひとつの測定信号（０
＝ＯＬ　＋０２）として得られることになる。

そこで、前記検出器りからの出力信号Ｏを、第４図にお
いては概念的に例示しているように、周波数分離回路３
と信号整流回路４とを組み合わせて構成された電気回路
から成る信号処理手段Ｂを用いて、前記各サンプル流体
３１．Ｓ２に対する各変調周波数Ｆｌ　　（ＩＨｚ）、
Ｆ２　（２Ｈｚ）の信号成分Ｏｆ、０２に分離して夫々
整流処理するという信号処理を行うことにより、前記各
サンプル流体Ｓｌ、３２に関する分析値を得るようにし
である。

而して、前記信号処理手段Ｂの具体的な回路構成は第５
図に示すようなものとされている。

即ち、前記プリアンプ２を介して検出器りから出力され
た信号Ｏを、互いに並列に設けられた複数の信号処理系
列（この例では２系列）に分岐し、一方の信号処理系列
には、サンプル流体３１に対する変調周波数（ＩＨｚ）
の信号０１のみを分離して取り出す（通過させる）ため
のバンドパスフィルターａ１を設けると共に、その後段
に、サンプル流体Ｓ１に対する流体変調手段■１に付設
された同期信号発生器１ａからの同期信号（流体変調手
段ｖ１による実際の流体変調動作を表す信号：Ｆ１＝Ｉ
Ｈｚ）により、前記バンドパスフィルターａ１のみでは
不十分である虞れがある周波数分離作用を補足してより
一層精度の良い分離を行えると同時に、分離された交流
を直流に変換できるように、前記バンドパスフィルター
ａ１からの出力信号０１を同期整流するための同期検波
整流器ｂ１を設け、更に、その後段に、前記同期検波整
流器ｂ１からの出力信号を平滑化すると共に高周波ノイ
ズを除去するための平滑素子ｃ１としてのローパスフィ
ルター（Ｌ、Ｐ、Ｆ）を設け、また、他方の信号処理系
列には、サンプル流体Ｓ２に対する変調周波数（２Ｈｚ
）の信号０２のみを分離して取り出す（通過させる）た
めのバンドパスフィルターａ２を設けると共に、その後
段に、サンプル流体Ｓ２に対する流体変調手段Ｖ２に付
設された同期信号発生器１ｂからの同期信号（流体変調
手段■２による実際の流体変調動作を表す信号：Ｆ２＝
２Ｈｚ）により、前記バンドパスフィルターａ２のみで
は不十分である虞れがある周波数分離作用を補足してよ
り一層精度の良い分離を行えると同時に、分離された交
流を直流に変換できるように、前記バンドパスフィルタ
ーａ２がらの出力信号０２を同期整流するための同期検
波整流器ｂ２を設け、更に、その後段に、前記同期検波
整流器ｂ２からの出力信号を平滑化すると共に高周波ノ
イズを除去するための平滑素子ｃ２としてのローパスフ
ィルター（Ｌ、Ｐ、Ｆ）を設けたものである。

上記のように構成されたマルチ流体変調方式による流体
分析装置によれば、前述の〔作用〕の欄で詳細に説明し
たところから明らかなように、−方の周波数信号を測定
信号とする系における他方の周波数信号の干渉ノイズ成
分に起因する測定誤差を確実にかつ容易に低減させるこ
とができる。

第６図は第２実施例に係るマルチ流体変調方式による流
体分析装置の要部概略構成を示し、これは、例えば大気
中や生産設備からの排気流体などのサンプル流体中に含
まれるＣＯＸなどの濃度を分析するような場合に用いら
れる。

この場合には、装置の分析部Ａは、一般に、非分散型赤
外線分析計（ＮＤＩＲ）で構成され、従って、検出器Ｄ
（センサー）としては、コンデンサマイクロフォン方式
あるいはマイクロフロ一方式等によるニューマチイック
型検出器やサーモバイルあるいは半導体等の固体検出器
などのようにサンプル流体が直接通過しないタイプのも
のが用いられる。ただし、この図に示すように、分析部
Ａを、ただ一個のセルＣを用いた所謂シングルセルタイ
プのＮＤＩＲで構成する場合には、やはり、上記第１実
施例の場合と同様に、流体変調された両サンプル流体Ｓ
ｌ、Ｓ２　（Ｒ１，Ｒ２）は、混合状態で前記セルＣへ
供給され、そのセルＣを通過する測定用赤外線の吸光度
が検出器りにより測定される。

なお、この実施例におけるその他の構成等については、
上記第１実施例のものと同様であるがら、同じ機能を有
する部材には同じ参照符号を付することにより、その説
明は省略する。

第７図は第３実施例に係るマルチ流体変調方式による流
体分析装置の要部概略構成を示し、これも、ＣＯＸなど
の濃度を分析するような場合に用いられる。

この場合には、分析部Ａを、２個のセルＣＩ。

Ｃ２を有する所謂ダブルセルタイプの非分散型赤外線分
析計（ＮＤＩＲ）で構成しであるがら、流体変調された
両サンプル流体３１．Ｓ２　（Ｒ１゜Ｒ２）は、互いに
混合されること無く、各別のセルＣ１，Ｃ２内へ供給さ
れることになるが、それら両セルＣＩ、Ｃ２を通過した
各測定用赤外線の吸光度は、１個の検出器りにより同時
に測定される。なお、図示はしていないが、前記２個の
セルＣＩ、Ｃ２には、例えば、その一方にＣＯ測定用の
ソリッドフィルターが、そして、他方にＣＯ８測定用の
ソリッドフィルターが、夫々、付設されている。

また、この実施例におけるその他の構成等については、
前記第１実施例および第２実施例のものと同様であるか
ら、同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付するこ
とにより、その説明は省略する。

ところで、前記２つのサンプル流体Ｓｌ、３２は、例え
ば２つの排気流路から各別に導いてくる場合のように、
もともと異なるものであってもよいし、あるいは、第８
図に例示するように、単一のサンプル流体ＳＯを２つの
系に分流したものであってもよい、これは、一般に、同
一サンプル流体ＳＯ中のＣＯとＣＯｔとか、ＮｏとＮ　
Ｏｘとが、メタンとメタン以外のＨＣ（ＮＭＨＣ）とを
同時連続測定する場合などに適用されるが、その場合に
は、図示しているように、少なくとも一方の系に、Ｎｏ
！をＮｏに変換するための、あるいは、ＣＯをＣＯ２に
変換するためコンバータ５とか、図示はしていないが、
ノンメタン除去装置、あるいは、所要のフィルターなど
が設けられるのが普通である。なお、この第８図に例示
しているように、前記比較流体Ｒ１，Ｒ２についても、
共通のものＲＯ（例えばゼロガス）を用い得るように構
成してもよい。

また、前記各流体変調手段Ｖｌ、Ｖ２は、サンプル流体
５ｌ（３２）と比較流体Ｒ１（Ｒ２）とを所定の周波数
で交互に切り換え得るものでありさえすれば、その構成
は任意であり、例えば、第９図（イ）に示すようなロー
タリーパルプで構成してもよく、あるいは、第９図（ロ
）に示すような４方切換電磁弁で構成してもよく、また
、図示はしていないが、３方切換電磁弁を用いて構成し
ても差し支え無い。

〔発明の効果〕

以上詳述したところから明らかなように、本発明に係る
マルチ流体変調方式による流体分析装置によれば、前述
した先願に係るマルチ流体変調方式による流体分析装置
と同様の種々の利点が十分に保持されている上に、特に
、両流体変調手段を、それらによる流体変調周波数の比
が偶数または偶数骨の１になるように設定する、という
容易に実施例できる実用的な手段を用いるのみでありな
がら、一方の周波数信号を測定信号とする系における他
方の周波数信号の干渉ノイズ成分に起因する測定誤差等
を確実に低減させることができる、という優れた効果が
発揮されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係るマルチ流体変調方
式による流体分析装置の基本的概念、および、その要部
の具体的構成の説明図（クレーム対応図）を示し、また
、第３図（イ）、（ロ）は夫々その作用の説明図を示し
ている。 そして、第４図ないし第９図は本発明に係るマルチ流体
変調方式による流体分析装置の各種具体的実施例を示し
、第４図は第１実施例の全体概略構成図、第５図はその
要部具体的回路構成図であり、第６図は第２実施例の要
部概略構成図であり、第７図は第３実施例の要部概略構
成図であり、第８図は各実施例に対する補足説明のため
の要部概略構成図であり、第９図（イ）、（ロ）は夫々
各実施例に対する別の補足説明のための要部概略構成図
である。 更に、第１０図ないし第１２図は、本発明の技術的背景
ならびに先行技術における問題点を説明するためのもの
であって、第１０図および第１１図は、先行技術にかか
るマルチ流体変調方式による流体分析装置の基本的概念
、および、その要部の具体的構成の説明図を示し、そし
て、第１２図（イ）、（ロ）は夫々その問題点の説明図
を示している。 ３１．３２：サンプル流体、 Ｒ１，Ｒ２：比較流体、 Ｆｌ、Ｆｌ流体変調周波数、 Ｖｌ、Ｆ２：流体変調手段 Ａ　　　　：分析部、 Ｄ　　　　＝検出器、 Ｂ　　　　：信号処理手段、 ０　　　　：検出器りからの出力信号、０１．０２：各
サンプル流体３１．３２に対する各変調周波数Ｆｌ。 Ｆ２の信号成分、 ａｌｌ　ａ２：バンドパスフィルター、ｂｌ、ｂ２：同
期検波整流器、 ＣＩ、Ｃ２：ローバスフィルター。 出願人　株式会社　堀　場　製　作　所代理人　弁理士
　　藤　本　英　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　２つの（また２つの系に分流された）サンプル流体を
   、夫々、比較流体により互いに異なる周波数で流体変調
   するための流体変調手段と、 ただ一個の検出器を有すると共に、前記流体変調された
   各サンプル流体が同時にかつ連続的に供給される分析部
   と、 前記分析部における前記検出器からの出力信号を、前記
   各サンプル流体に対する各変調周波数の信号成分に分離
   して夫々整流および平滑化処理することにより、前記各
   サンプル流体に関する分析値を得るために、前記検出器
   からの出力信号から、前記各変調周波数付近の帯域の信
   号のみを夫々通過させる２つのバンドパスフィルターを
   互いに並列的に設けると共に、前記各バンドパスフィル
   ターの後段に、その通過帯域周波数に対応する流体変調
   手段による実際の流体変調動作に同期して、そのバンド
   パスフィルターからの出力信号を検波整流する同期検波
   整流器を設け、かつ、前記各同期検波整流器の後段に、
   それからの出力信号を平滑化するための平滑素子を設け
   て成る信号分析手段とから構成してあり、 更に、前記両流体変調手段を、それらによる流体変調周
   波数の比が偶数または偶数分の１になるように設定して
   ある、 ことを特徴とするマルチ流体変調方式による流体分析装
   置。