JPH0131955Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、光源部とセル部と検出部とからなる
分析計に関し、殊に高温のサンプルガス又は高温
の液体をセル部に導入し、それらガス又は液体中
に含まれる成分を光学的に分析するための分析計
に関する。

高温のガス又は液体を分析する場合、セル部を
高温にしておかなければ高温のガス又は液体が冷
やされて反応生成物が析出したり、沸点の低いガ
スの場合は凝縮して光路内で露結したりし正確な
測定が妨げられる。このため、従来において高温
のガスや液体を分析する場合はセル部を加熱し、
上記のような支障を起さないよう対処している。
しかしながら、セル部を加熱した場合、その熱が
本来比較的低温で恒温化が要求される光源部や検
出部に伝達し、それらも同時に加熱してしまうた
め、光源部や検出部が破損したり、分析性能の劣
化が加速されたり、更にはＳ／Ｎを悪化させたり
する等の弊害を来たしている。

本考案は、このような事情に鑑み、セル部を高
温に加熱してもその前方と後方に存在する光源部
や検出部は低温で恒温となし得る新規な手段を提
供するものである。

即ち本考案に係る分析計は、セル部を加熱ブロ
ツクに収納する一方、該セル部の前後に光路上の
光量の損失を生じさせない冷却ブロツクを設けた
ことを要旨としている。

以下図面に基づき本考案の実施例を説明する。
第１図Ａ，Ｂは、ライトチヨツパで光路を断続す
る方式の分析計に本考案を適用した例を示し、図
中１は光源部、２は比較セル３と測定セル４から
なるセル部、５は加熱ブロツク、６はライトチヨ
ツパ７と検出器８とからなる検出部、９，１０は
前記セル部２の前後に設けられた冷却ブロツクの
一例としての熱交換器である。ライトチヨツパ７
は図示例では検出部６に設けてあるが、光源部１
に設けることもできる。

前記加熱ブロツク５は熱伝導性の良い金属等の
材質を使用し、そのブロツクを円柱体を貫通して
比較セル３と測定セル４を構成するための断面視
円形の貫通孔１１，１２が形成され、またこの両
貫通孔１１，１２を取り巻くように加熱ヒータ１
３が挿設され、更に該加熱ヒータ１３の側近に温
度センサー１４が挿設されている。また、加熱ブ
ロツク５の外周はテフロン等の断熱保温材１５が
被着されている。

前記貫通孔１１，１２は両端開口から適当距離
入つたところまで径大に形成され、この径大部分
に第２図に示す如き先端にセル窓１６，１７を嵌
着した筒体１８，１９が挿入されている。各筒体
１８，１９は加熱ブロツク５の端面にボルト止め
されたフランジ２０と、熱交換器９，１０とによ
つて、その先端のセル窓１６，１７を貫通孔１
１，１２の径大部分に押圧した状態で保持されて
いる。前記各貫通孔１１，１２は対向するセル窓
１６，１７により密閉されることによつて比較セ
ル３、測定セル４として構成されている。尚比較
セル３、測定セル４のセル長を変えるには、筒体
１８又は１９の一方を第３図に示すような長尺筒
体と交換すれば良い。第３図中２１は貫通孔１
１，１２の径大部端面に当接するフランジ部であ
る。

熱交換器９，１０は、冷却ガス又は冷却水入口
２２と出口２３を有した中空円盤状をし、且つ光
源からの光路に相当する位置に前記筒体１８，１
９を挿設するための貫通孔２４が形成されている
（第１図Ｂ参照）。そして、内部を気密良く保つた
めに前記貫通孔２４内縁と筒体１８，１９外周と
の間にシール材２５…が介装されている。前記筒
体１８，１９は一端に設けたセル窓１６，１７の
ほか、他端にも透明な窓２６，２７が設けられ、
且つ内部は中空で光路上の光量の損失がないよう
配慮されている。前記冷却ガスの入口２２には冷
却ガスを供給するためのポンプ（図外）が接続さ
れ、出口２３には冷却ガスを回収するためのホー
ス（図外）が接続される。前記入口２２は例えば
細くノズル状に形成してあり、この入口２２から
冷却ガスを高圧で熱交換器９，１０内に注入する
と、前記冷却ガスは熱交換器９，１０内部で急に
低圧となるため、断熱効果によつて大きな冷却効
果が得られる。そして、同じ冷却効果を持たせる
場合、熱交換器９，１０の光路方向長さを短かく
でき、これによつて光路長をあまり長くしないで
済む。図中２８…は気密性を保つための環状パツ
キンである。

この構成によれば、比較セル３、測定セル４は
高温のガス又は液体の測定に支障を来たさないよ
う加熱ブロツク５内で高温に加熱されるが、加熱
ブロツク５の発する熱エネルギーは熱交換器９，
１０で熱交換され、光源部１や検出部６に伝達す
るのを防止される。従つて、光源部１、検出部６
は比較的温度変動少なく、略々恒温に保たれるの
で、発熱による破損が防止され、分析性能の劣化
の進行度合が緩和され、更に良好なＳ／Ｎを維持
することができるのである。

次に第４図は、本考案を特開昭54−94387号公
報に示されているクロスモジユレーシヨン方式の
分析計に適用した例を示している。セル部２を加
熱ブロツク５に収納すること、セル部の前後に光
路上の光量の損失のない冷却ブロツクとして熱交
換器９，１０を設けること及び熱交換器９，１０
の構造は上記実施例と同じであるがセル部２の構
造が根本的に異なつている。即ち、セル部２は比
較セル、測定セルという明確な区別はなく、いず
れのセル３，４にも比較ガスと測定ガスが流され
るようになつている。但し、ロータリーバルブ等
流路切換機構２９によつて比較ガスRGと測定ガ
スSGとを２つのセル３，４に交互に流すよう構
成されている。このように比較ガスと測定ガスと
を２つのセルに交互に流すようにすれば、光を断
続するためのライトチヨツパ７が不要になる他、
次のような性能上の利点がある。先ず、２つのセ
ルに比較ガスと測定ガスとを交互に流すと、検出
器内の隔室には互いに逆位相で変化する圧力を生
じ、検出器としてコンデンサマイクロフオン型検
出器を用いた場合、そのコンデンサ膜には両隔室
の圧力差つまり、一方の隔室の圧力の２倍の圧力
が作用する。このため、同一濃度の成分ガスに対
しては上記実施例の分析計に比して２倍の信号量
を得ることができるし、同一の信号量を得る場合
はより低い濃度の成分ガスを測定できる。また、
同一濃度の成分ガス測定においてはセル長を1/2
に短縮できるため、ガス供給量が少なくて済みポ
ンプの小型化が図れる等々の利点をもつ。

尚、上記実施例は、いずれもセルを２個有した
いわゆるダブルセル方式の分析計を示している
が、シングルセル方式の分析計に本考案を適用で
きることは勿論である。その場合、熱交換器９，
１０には第５図に示すように単一の光透過孔２４
を形成するだけで良い。

以上説明したように、本考案に係る分析計は、
光源部と検出部との間に、加熱ブロツクを設ける
と共に、この加熱ブロツクと光源部および検出部
との間に中空の冷却ブロツクをそれぞれ設けてい
るので、加熱ブロツクを高温に加熱しても、光源
部と検出部にその熱が伝わることが防止されるの
で、これらの破損を防止することができると共
に、試料としての高温ガスや液体を冷やすことな
く良好な状態で測定することができ、分析性能の
劣化の進行速度を緩和することができるほか、
Ｓ／Ｎを悪化させることがないといつた効果があ
る。

そして、本考案では、冷却ブロツク内において
冷却ガスを断熱膨張させるようにしているので、
冷却効果が大きく、従つて、同じ冷却効果を持た
せる場合、冷却ブロツクの光路方向の長さを短い
ものとすることができ、それだけ分析計をコンパ
クト構成することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示し、第１図Ａはライト
チヨツパで光路を断続する方式の分析計に本考案
を適用した例を示す縦断面図、第１図Ｂは、第１
図Ａの分析計に用いた冷却ブロツクの一例として
の熱交換器の横断面図、第２図は第１図の分析計
に用いている筒体の断面図、第３図はセル長を変
更する場合に使用する筒体の断面図、第４図はク
ロスモジユレーシヨン方式の分析計に本考案を適
用した例を示す分析計全体縦断面図、第５図はシ
ングルセル方式の分析計に本考案を適用する場合
の冷却ブロツクの一例としての熱交換器の構造を
示す図である。 １……光源部、３，４……セル、５……加熱ブ
ロツク、６……検出部、９，１０…冷却ブロツ
ク、１１，１２……貫通孔、１６，１７……セル
窓、１８，１９……筒体、２４……貫通孔、２２
……ガス入口、２３……ガス出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 光源部と検出部との間に、加熱ブロツクを設け
   ると共に、この加熱ブロツクと前記光源部および
   検出部との間に中空の冷却ブロツクをそれぞれ設
   け、前記加熱ブロツクには前記光源部および検出
   部にそれぞれ臨むようにして貫通孔を形成し、セ
   ル窓をそれぞれ有し、かつ、内部が光路上の光量
   を損失させないように形成された筒体を前記貫通
   孔の両端開口から挿入して前記加熱ブロツク内に
   前記セル窓で仕切られたセルを形成し、前記冷却
   ブロツクには前記筒体を挿設するための貫通孔
   と、冷却ガスの入口および出口とを設け、前記入
   口から冷却ガスを高圧で注入して冷却ブロツク内
   で断熱膨張させるように構成したことを特徴とす
   る分析計。