JPH03140843A - Concentration measuring device for gaseous mixture - Google Patents

Concentration measuring device for gaseous mixture

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JPH03140843A
JPH03140843A JP2281683A JP28168390A JPH03140843A JP H03140843 A JPH03140843 A JP H03140843A JP 2281683 A JP2281683 A JP 2281683A JP 28168390 A JP28168390 A JP 28168390A JP H03140843 A JPH03140843 A JP H03140843A
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calibration
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クロード ロシェ
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ベルナール レミィ
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Abstract

PURPOSE: To improve the measurement accuracy by providing an air calibration circuit where a gaseous calibration mixture flows to an air measurement circuit and measuring and calibrating concentration using the same measurement cell at different times. CONSTITUTION: The device has a suction pump 40, an air sampling circuit where the entrance and exit are connected to a main duct 10, a measurement cell 56, a suction pump 59, and an air measurement circuit where one terminal is connected to the air sampling circuit and the other is connected to the main duct 10. Also, it is connected to the air sampling circuit by a bypass for separating the air sampling circuit from the duct 10 and has an air calibration circuit where a gaseous calibration mixture flows to an air measurement circuit. Then, a light intensity measurement means 80 measures the light intensity of fluorescence induced inside a measurement cell and outputs an electrical signal corresponding to the light intensity of fluorescence. Then, the concentration of a constituent in a mixture that flows in the duct 10 is measured from calibration measurement to be performed when a gaseous calibration mixture flows in an air measurement circuit by a processing means 82.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はガス状混合物の濃度測定装置に関し、特に、
大気中に放出されるガス状混合物内の有毒な成分の存在
を検査することに適用されるガス状混合物の濃度測定装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" This invention relates to a device for measuring the concentration of a gaseous mixture, and in particular,
The present invention relates to a device for measuring the concentration of gaseous mixtures, which is applied to testing the presence of toxic components in gaseous mixtures released into the atmosphere.

「従来の技術」 ガス状混合物、例えば、材料の再加工から生じるガス状
混合物は、大気中に放出される。このため、当該ガス状
混合物内にたとえ非常に低い濃度でも有毒な成分が含ま
れていないことを確実にする必要がある。極めて感度の
高い濃度測定装置は、ある濃度のしきい値、このしきい
値は、安全性の理由から非常に低いレベルに設定されて
いるが、を越えたどんなものをも検出することを可能に
しなければならない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Gaseous mixtures, for example those resulting from the reprocessing of materials, are released into the atmosphere. For this reason, it is necessary to ensure that no toxic components are present in the gaseous mixture, even at very low concentrations. Extremely sensitive concentration measurement devices are capable of detecting anything above a certain concentration threshold, which is set at a very low level for safety reasons. must be done.

第1図は従来のガス状混合物の濃度測定装置の構成例を
示す概略図であり、この図において、ガス状混合物は、
図中矢印で示す方向へメインタクト10内を流れる。ガ
ス状混合物の一部は、吸」−げポンプ12の作用を受け
て、測定セル14を有するバイパス空気回路内へ吸い」
二げられる。ガス状混合物の流量および圧力は、測定セ
ル14の入口に設けられた流量計22および圧力計24
によって測定される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a conventional gaseous mixture concentration measuring device, and in this figure, the gaseous mixture is
It flows inside the main tact 10 in the direction shown by the arrow in the figure. A portion of the gaseous mixture is sucked into a bypass air circuit with a measuring cell 14 under the action of a suction pump 12.
I can get two. The flow rate and pressure of the gaseous mixture are determined by a flow meter 22 and a pressure gauge 24 provided at the inlet of the measuring cell 14.
Measured by

所定のレーザ16から放出された光ビームは、完全に測
定セル14を通過する。光ビームの波長は、好ましくは
、検査すべき成分を励起するような方法で選択される。
The light beam emitted by a given laser 16 passes completely through the measuring cell 14 . The wavelength of the light beam is preferably selected in such a way that it excites the component to be examined.

この光ビームは、光変調器あるいはチョッパ26、これ
らは同期検出を許すが、によって変調される。
This light beam is modulated by a light modulator or chopper 26, which allows synchronous detection.

側面の遮蔽ウィンド18を通過1て測定セル14の外側
へ放出された蛍光は、励起ビームから拡散された光を除
去するためのフィルタ20によってフィルタされる。
The fluorescence emitted outside the measurement cell 14 through the side shielding window 18 is filtered by a filter 20 for removing diffused light from the excitation beam.

3 1m[30によって電源が供給されるフォトマルチプラ
イヤ28は、蛍光を収集し、検出された光強度に比例し
た電気信号を出力する。
A photomultiplier 28 powered by 31m [30] collects the fluorescence and outputs an electrical signal proportional to the detected light intensity.

公知の濃度であり、かつ、検査すべき成分を含んだガス
状混合物が満たされた第2の測定セル34は、測定セル
14から到達した励起光ビームの通路上に設けられてい
る。システム35は、圧力計24に従属しており、第2
の測定セル34内の圧力を測定セル14内の圧力に等し
くすることを可能にする。
A second measuring cell 34 filled with a gaseous mixture of known concentration and containing the components to be examined is arranged in the path of the excitation light beam arriving from the measuring cell 14 . System 35 is subordinate to pressure gauge 24 and has a second
makes it possible to equalize the pressure in the measuring cell 34 with the pressure in the measuring cell 14.

励起ビームは、第2の測定セル34内に吸収され、検査
すべき成分と同一の成分の一部における蛍光放出を引き
起こす。側面の遮蔽ウィンド33を経て第2の測定セル
34の外側に放出された蛍光は、励起ビームの拡散から
寄生的な光を除去するためのフィルタ36によってフィ
ルタされた後、電源30によって電源が供給されるフォ
トマルチプライヤ38によって収集される。フォトマル
チプライヤ38は、検出された光強度に比例した電気信
号を出力する。
The excitation beam is absorbed into the second measurement cell 34 and causes a fluorescence emission in a portion of the same component as the component to be examined. The fluorescence emitted outside the second measurement cell 34 via the side shielding window 33 is powered by a power supply 30 after being filtered by a filter 36 for removing parasitic light from the excitation beam spread. are collected by a photomultiplier 38. Photomultiplier 38 outputs an electrical signal proportional to the detected light intensity.

2つのフォトマルチプライヤ28および38から出力さ
れた電気信号は、処理手段32の2つの入力に供給され
る。公知の濃度を有する成分の蛍光強度の測定は、検査
すべき成分によって放出された光強度に基づいて検査す
べき成分の濃度を推論することを可能にする。第2の測
定セル34に基づいて実行された測定は、測定装置の較
正を構成する。
The electrical signals output from the two photomultipliers 28 and 38 are fed to two inputs of the processing means 32. Measuring the fluorescence intensity of a component with a known concentration makes it possible to infer the concentration of the component to be tested based on the light intensity emitted by the component to be tested. The measurements carried out on the basis of the second measuring cell 34 constitute a calibration of the measuring device.

[発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のガス状混合物の濃度測定装置
においては、以下に示す多数の欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the conventional gaseous mixture concentration measuring device described above has a number of drawbacks as shown below.

まず、その感度は、工業媒体内の1012分子/cm’
以下の濃度を測定することを可能としない。
First, its sensitivity is 1012 molecules/cm' in an industrial medium.
It does not make it possible to measure concentrations of:

そして、この感度は、大いに有毒な複数の成分を検査す
ることを必要とする場合に適していないし、なおかつ、
これら複数の成分は、極めて低い放出基準を受けている
And this sensitivity is not suitable when it is necessary to test multiple components that are highly toxic, and yet
These multiple components are subject to extremely low release standards.

不適切な感度は、長い反応時間を導く。検出された信号
がもし非常に弱ければ、濃度の測定は、連続した測定を
平均して得られる。これらの測定の回数は、信号の弱さ
に応じて増加し、信号が雑音にうもれたときに増加する
。測定中に、成分の濃度は、意味ありげに変わりつる。
Inadequate sensitivity leads to long reaction times. If the detected signal is very weak, a concentration measurement can be obtained by averaging successive measurements. The number of these measurements increases as the signal becomes weaker and increases as the signal gets lost in noise. During the measurement, the concentration of the components changes significantly.

そして、そのことは、測定結果を曲げてしまう。And that distorts the measurement results.

較正を効果的に実行するために、2つのフォトマルチプ
ライヤ28および38は、同一の特性を有していなけれ
ばならない。そのことは、制御の複雑化および較正の困
難さを導く。
In order to perform calibration effectively, the two photomultipliers 28 and 38 must have identical characteristics. That leads to control complexity and calibration difficulties.

この従来の濃度測定装置は、ガス状混合物を多分構成す
る他の複数の成分から放出される寄生的な蛍光を区別す
ることを可能としない。
This conventional concentration measuring device does not make it possible to distinguish between parasitic fluorescence emitted from other components that likely constitute the gaseous mixture.

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、上述
した欠点を除去することができるガス状混合物の濃度測
定装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide a concentration measuring device for a gaseous mixture that can eliminate the above-mentioned drawbacks.

「課題を解決するための手段」 請求項1記載の発明は、吸上げポンプを有し、その入口
と出口とがメインダクトに接続された空気サンプリング
回路と、公知の流量および圧力でガス状混合物を循環さ
せることに適した測定セルと、吸上げポンプとををし、
一端が前記空気サンプリング回路に接続され、他端が前
記メインタクトに接続され、前記ガス状混合物が前記、
空気サンプリング回路によって吸い上げられて前記メイ
ンダクトへ放出される空気測定回路と、公知でランダム
に可変できる濃度で検査すべき成分を含んだガス状較正
混合物を供給するガス状較正混合物供給手段を有し、前
記メインダクトから前記空気サンプリング回路を分離で
きるバイパスによって前記空気サンプリング回路に接続
され、前記ガス状較正混合物が前記空気測定回路へ流れ
る空気較正回路と、前記測定セル内部で前記成分の蛍光
を誘発させる蛍光誘発手段と、前記蛍光の光強度を測定
して前記蛍光の光強度に応じた電気信号を出力する光強
度測定手段と、前記ガス状較正混合物が前記空気測定回
路内を流れる時に行われる較正測定に基づいて前記メイ
ンダクト内を流れる前記混合物に含まれている前記成分
の濃度を測定するために、前記光強度測手段の出力にそ
の入力が接続され、前記電気信号を処理する処理手段と
を具備することを特徴としている。
``Means for Solving the Problems'' The invention according to claim 1 includes an air sampling circuit having a suction pump, the inlet and outlet of which are connected to a main duct, and a gaseous mixture at a known flow rate and pressure. a measuring cell suitable for circulating the water and a suction pump,
One end is connected to the air sampling circuit, the other end is connected to the main tact, and the gaseous mixture is
an air measuring circuit which is sucked up by an air sampling circuit and discharged into said main duct; and gaseous calibration mixture supply means for supplying a gaseous calibration mixture containing the components to be tested in a known and randomly variable concentration. , an air calibration circuit connected to the air sampling circuit by a bypass capable of separating the air sampling circuit from the main duct, through which the gaseous calibration mixture flows to the air measurement circuit, and inducing fluorescence of the components inside the measurement cell; a fluorescence inducing means for measuring the light intensity of the fluorescent light and outputting an electrical signal corresponding to the light intensity of the fluorescent light; processing means for processing the electrical signal, the input of which is connected to the output of the light intensity measuring means, in order to determine the concentration of the components contained in the mixture flowing in the main duct on the basis of a calibration measurement; It is characterized by having the following.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明にお
いて、前記空気サンプリング回路は、熱分解器を具備す
ることを特徴としている。
Moreover, the invention according to claim 2 is characterized in that in the invention according to claim 1, the air sampling circuit includes a pyrolyzer.

さらに、請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明に
おいて、前記ガス状較正混合物供給手段は、極低温交換
器を具備することを特徴としている。
Furthermore, the invention according to claim 3 is characterized in that in the invention according to claim 1, the gaseous calibration mixture supply means includes a cryogenic exchanger.

加えて、請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明に
おいて、既に前記空気測定セルを縦に通過した光ビーム
が前記測定セルに戻ることを防ぐ光トラップを具備する
ことを特徴としている。
In addition, the invention according to claim 4 is characterized in that, in the invention according to claim 1, an optical trap is provided to prevent a light beam that has already passed vertically through the air measurement cell from returning to the measurement cell. .

「作用」 請求項1記載の発明によれば、上述した較正測定は、検
査すべき成分と同一であるが、ガス状較正混合物内に公
知の濃度で含まれた成分によって放出される蛍光に基づ
いて行われる。
"Action" According to the invention as claimed in claim 1, the above-mentioned calibration measurement is based on the fluorescence emitted by a component that is the same as the component to be tested, but contained in a known concentration in the gaseous calibration mixture. will be carried out.

また、較正測定および検査すべき成分の濃度測定は、異
なった時間であるが、同じ測定システムを用いて行われ
る。
Also, the calibration measurements and the concentration measurements of the component to be tested are performed at different times but using the same measurement system.

さらに、較正と測定とは、同じ道具を用いて行われる。Furthermore, calibration and measurement are performed using the same tool.

このことは、測定の妥当性を立証し、測定の精度を向」
二させることを可能にする。
This proves the validity of the measurement and improves the accuracy of the measurement.
It makes it possible to do two things.

加えて、正常な操作から「較正」モードへ推移するため
に、メインダクトから放出されるガス状混合物の到達を
妨げることと、空気測定回路の中へ公知の構成の較正混
合物を送ることとが必要である。
In addition, in order to transition from normal operation to the "calibration" mode, it is possible to prevent the arrival of the gaseous mixture emitted from the main duct and to send a calibration mixture of known composition into the air measuring circuit. is necessary.

また、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発
明において、もし望むならば、ガス状混合物内に存在し
、検査すべき成分を含んでいる各成分を分離することは
可能である。熱分解器がなければ、混合物に存在する検
査すべき成分の量は、測定によってカバーされないであ
ろう。
Furthermore, according to the invention as claimed in claim 2, in the invention as claimed in claim 1, it is possible, if desired, to separate each component present in the gaseous mixture and including the component to be examined. be. Without a pyrolyzer, the amount of the component to be tested present in the mixture would not be covered by the measurements.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。第2図はこの発明の一実施例によるガス状混合物
の濃度測定装置の構成を示す概略図であり、この図にお
いて、検査すべき成分を含んでいるガス状混合物は、図
中矢印で概略的に示すように、メインダクト10内を流
れている。空気サンプリング回路は、メインダクト10
に平行に接続されている。吸上げポンプ40は、大気圧
でill/mmの体積流量で空気サンプリング回路内へ
ガス状混合物の一部を流入させている。
"Embodiment" Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an apparatus for measuring the concentration of a gaseous mixture according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, it is flowing inside the main duct 10. The air sampling circuit is connected to the main duct 10.
connected in parallel. The suction pump 40 flows a portion of the gaseous mixture into the air sampling circuit at a volumetric flow rate of ill/mm at atmospheric pressure.

空気サンプリング回路の入口に吹けられたバルブ42は
、空気サンプリング回路の分離あるいは空気サンプリン
グ回路に流れ込むガス状混合物の圧力の調整を行う。圧
力および流量は、圧力計46および流量計44の助けを
かりて制御される。
A valve 42 blown at the inlet of the air sampling circuit provides isolation of the air sampling circuit or regulation of the pressure of the gaseous mixture flowing into the air sampling circuit. Pressure and flow rate are controlled with the help of pressure gauge 46 and flow meter 44.

また、空気サンプリング回路は、例えば、石英の熱分解
器48を有している。もし望むならば、ガス状混合物の
化合物であり、検査すべき成分を含んでいる化合物を分
離することは可能である。
The air sampling circuit also includes a pyrolyzer 48 of, for example, quartz. If desired, it is possible to separate the compounds of the gaseous mixture that contain the components to be examined.

空気サンプリング回路の配管および様々な構成要素は、
検査すべき有毒な成分と化学的な親和力を有しない材料
から作られている。このため、空気サンプリング回路内
に上述した成分が堆積しない。吸上げポンプ40および
分離バルブ42はもちろん配管は、例えば、テフロン(
商品名)から作られている。熱分解器48は、例えば、
石英から作られている。流量計44は、例えば、ガラス
およびテフロン(商品名)から作られている。
The piping and various components of the air sampling circuit are
Made from materials that have no chemical affinity with the toxic component being tested. This prevents the above-mentioned components from accumulating within the air sampling circuit. The suction pump 40 and the separation valve 42 as well as the piping are made of, for example, Teflon (
Made from (product name). The pyrolyzer 48 is, for example,
Made from quartz. The flow meter 44 is made of, for example, glass and Teflon (trade name).

空気測定回路は、一端が空気サンプリング回路に接続さ
れ、他端が空気サンプリング回路の出口の下流のメイン
ダクトIOに接続されている。この空気測定回路は、流
量計50と、バルブ52と、圧力計54と、測定セル5
6と、吸上げポンプ59とから構成されている。望まし
くは、測定セル56内の圧力は、100Pa以下にする
。その圧力は、蛍光の励起が最も可能な条件の下で生じ
るように調整されなければならない。
The air measuring circuit is connected at one end to the air sampling circuit and at the other end to the main duct IO downstream of the outlet of the air sampling circuit. This air measurement circuit includes a flowmeter 50, a valve 52, a pressure gauge 54, and a measurement cell 5.
6 and a suction pump 59. Desirably, the pressure within the measurement cell 56 is 100 Pa or less. The pressure must be adjusted so that excitation of fluorescence occurs under the most possible conditions.

吸上げポンプ59のパワーは、100 c c / m
mの体積流量でほぼQ、1mbarの測定セル56内の
圧力を得ることに適していることが望ましい。
The power of the suction pump 59 is 100 cc/m
It is preferably suitable for obtaining a pressure in the measuring cell 56 of approximately Q, 1 mbar at a volumetric flow rate of m.

空気サンプリング回路内において循環しているガス状混
合物の一部は、吸上げポンプ59の作用を受けて、空気
測定回路内に吸い上げされる。
A portion of the gaseous mixture circulating in the air sampling circuit is sucked up into the air measuring circuit under the action of a suction pump 59 .

1 2 流量計50および圧力計54は、測定セル56内の流量
および圧力を制御するために用いられる。
1 2 Flow meter 50 and pressure gauge 54 are used to control the flow rate and pressure within measurement cell 56 .

測定セル56内の圧力は、バルブ52の助けをかりて調
整される。
The pressure in the measuring cell 56 is regulated with the help of the valve 52.

測定セル56は、光ビームが測定セル56を通過した時
に測定セル56内への寄生の反射を妨げるために、例え
ば、測定セル56の縦軸に対してブリュスター角だけ傾
斜した2つのウィンド58および60を有している。測
定セル56の側面には、測定セル56内の検査すべき成
分から放射される蛍光を観測するための側面の婢蔽ウィ
ンドが設けられている。
The measuring cell 56 has two windows 58 inclined, for example, by a Brewster angle with respect to the longitudinal axis of the measuring cell 56, in order to prevent parasitic reflections into the measuring cell 56 when the light beam passes through the measuring cell 56. and 60. A side obscuring window is provided on the side of the measuring cell 56 for observing the fluorescence emitted from the component to be examined within the measuring cell 56 .

上述の場合と同様に、空気測定回路を構成している材料
は、検査すべき成分と化学的な親和力を有しない。流量
計50および圧力計54は、空気サンプリング回路の流
量計44および圧力計46と同一である。バルブ52は
、例えば、テフロン(商品名)から作られている。ウィ
ンド58および60並びに遮蔽ウィンド62は、例えば
、石英から作られている。
As in the case described above, the materials making up the air measurement circuit have no chemical affinity with the component to be tested. Flow meter 50 and pressure gauge 54 are identical to flow meter 44 and pressure gauge 46 of the air sampling circuit. The valve 52 is made of, for example, Teflon (trade name). Windows 58 and 60 and shielding window 62 are made of quartz, for example.

例えば、色素レーザであるレーザ16は、狭いスペクト
ル幅を有し、検査すべき成分を選択的に励起することが
できる光ビームを放出する。チョッパ26は、光ビーム
を変調する。このチョッパは、蛍光の同期検出を可能に
する。
Laser 16, for example a dye laser, emits a light beam that has a narrow spectral width and can selectively excite the component to be examined. Chopper 26 modulates the light beam. This chopper allows synchronous detection of fluorescence.

レンズ64は、測定セル56に向かって光ビームをガイ
ドする光ファイバ66に光ビームをフォーカスする。光
フアイバ66内の伝播の後、光ビームは、測定セル56
内へレンズ68によってフォーカスされ、ウィンド58
を通過し、検査すべき成分を励起する。
Lens 64 focuses the light beam onto an optical fiber 66 that guides the light beam toward measurement cell 56 . After propagation within optical fiber 66, the light beam enters measurement cell 56.
Focused inward by lens 68, window 58
to excite the component to be examined.

光ビームの全体的な吸収はない。つまり、光ビームの吸
収は、はとんどの場合、たいしたことはない、というの
は、検査すべき成分は、それは、光ビームを吸収する唯
一の成分であるが、非常にわずかな濃度でしか存在しな
いからである。従って、光ビームは、測定セル56を通
過した後、第2のウィンド60を通過する。
There is no overall absorption of the light beam. In other words, the absorption of the light beam is in most cases trivial, since the component to be examined is the only component that absorbs the light beam, but only in very small concentrations. Because it doesn't exist. The light beam therefore passes through the second window 60 after passing through the measurement cell 56 .

光トラップ70は、寄生の光反射を引き起こすような測
定セル56内へ戻る光ビームを防ぐために、測定セル5
6を通過した光ビームを完全に吸収する。
A light trap 70 is provided in the measurement cell 5 to prevent the light beam from returning into the measurement cell 56 causing parasitic light reflections.
Completely absorbs the light beam that passes through 6.

光ビームによる励起の後、測定セル56内で循環してい
るガス状混合物に含まれている検査すべき成分は、蛍光
を生成する。その蛍光の一部は、遮蔽ウィンド62を経
て外部へ放出される。
After excitation by the light beam, the components to be examined contained in the gaseous mixture circulating in the measuring cell 56 generate fluorescence. A portion of the fluorescence is emitted to the outside through the shielding window 62.

遮蔽ウィンド62の近傍に設けられたレンズ72は、蛍
光を平行ビームにし、その平行ビームは、励起された光
ビームによって拡散された光のほとんど除去することを
可能にする干渉フィルタ74を通過する。
A lens 72 placed in the vicinity of the shielding window 62 collimates the fluorescent light into a collimated beam which passes through an interference filter 74 which makes it possible to remove most of the light scattered by the excited light beam.

レンズ76は、フィルタされた光ビームを光ファイバ内
ヘフォーカスする。光ファイバは、望ましくはマルチチ
ャンネルの分光計によって構成された蛍光の光強度を測
定する光強度測定手段80に向かってフィルタされた光
ビームをガイドする。
Lens 76 focuses the filtered light beam into an optical fiber. The optical fiber guides the filtered light beam towards a light intensity measuring means 80 for measuring the light intensity of the fluorescence, preferably constituted by a multi-channel spectrometer.

マルチチャンネルの分光計は、波長の関数として光ビー
ムを広げる分散的な素子を有している。広げられた光ビ
ームは、各フォトダイオードが狭い波長範囲に対応する
フォトダイオードアレイによって検出される。
Multichannel spectrometers have dispersive elements that spread the light beam as a function of wavelength. The expanded light beam is detected by a photodiode array, each photodiode corresponding to a narrow wavelength range.

これにより、マルチチャンネルの分光計は、各波長範囲
に対応する光強度に比例した電気信号を同時に出力する
Thereby, the multi-channel spectrometer simultaneously outputs electrical signals proportional to the light intensity corresponding to each wavelength range.

検査すべき成分の蛍光の波長は知られているため、他の
波長の寄生の光、励起された光ビームの拡散から部分的
に残された光およびガス状混合物内に存在する他の成分
によって励糾された寄生の蛍光を(注目している信号を
単に取り出すことにより電気的に)フィルタすること昧
結果的に可能である。
Since the wavelength of the fluorescence of the component to be examined is known, parasitic light of other wavelengths, light partially left from the dispersion of the excited light beam and other components present in the gaseous mixture can be detected. It is consequently possible to filter out the stimulated parasitic fluorescence (electrically by simply tapping out the signal of interest).

検査すべき成分の蛍光の光強度に対応した電気信号は、
マイクロオンピユータ等の処理手段82の入力に供給さ
れる。処理手段8?!は、測定された光強度およびメモ
リに記憶された較正曲線に基づいて検査すべき成分の濃
度を測定する。
The electrical signal corresponding to the light intensity of the fluorescence of the component to be tested is
It is supplied to the input of a processing means 82 such as a micro-on-computer. Processing means 8? ! determines the concentration of the component to be tested based on the measured light intensity and a calibration curve stored in memory.

後述するように、較正は、上述した空気測定回路を経て
実行される。この較正は、この濃度測定装置へのガス状
混合物の投入の最初に実行され、その後時々縁り返され
る。また、この濃度測定装置5 6 置は、検査すべき成分の濃度が予め設定されたしきい値
を越えた時、処理手段82によって自動的に初期化され
る。この場合および時間を得るために、完全な較正を繰
り返すことなく、単に一つの特別な操作ポイントを制御
することは可能である。
As described below, calibration is performed via the air measurement circuit described above. This calibration is carried out at the beginning of the introduction of the gaseous mixture into the concentration measuring device and is then repeated from time to time. Further, this concentration measuring device 5 6 is automatically initialized by the processing means 82 when the concentration of the component to be tested exceeds a preset threshold. To obtain this case and time, it is possible to control just one special operating point without repeating the complete calibration.

こうして、測定の信頼度は、「測定」モードから「較正
」モードへの移行は、あとでわかるように、簡単で高速
であるので、事実上即座に制御される。
In this way, the reliability of the measurements is controlled virtually instantly, since the transition from the "measurement" mode to the "calibration" mode is simple and fast, as will be seen later.

較正は、公知の濃度および測定された実際の圧力を有す
るガス状較正混合物に含まれ、かつ、検査すべき成分と
同一の成分によって放出された蛍光の光強度を測定する
ことからなっている。様々な測定は、これらの異なった
パラメータを変更することにより実行され、較正曲線(
′!、マイクロコンピュータ内のメモリに記憶される。
Calibration consists in measuring the light intensity of the fluorescence emitted by a component contained in a gaseous calibration mixture with a known concentration and measured actual pressure and identical to the component to be tested. Various measurements are performed by changing these different parameters and a calibration curve (
′! , stored in memory within the microcomputer.

2つの曲線の間の中間値は、推定される。The intermediate value between the two curves is estimated.

較正測定を実行するために、空気サンプリング回路は、
メインダクト10から分離され、バイパスによって空気
較正回路に接続される。空気較正回路は、例えば、テフ
ロン(商品名)からなる3つのバルブ42.86および
88を具備し、この空気較正回路に接続された処理手段
β2によって手動あるいは自動で制御される。分離バル
ブ42は、メインダクト10がら空気サンプリング回路
の取り入れ口を分離することを可能にする。
To perform calibration measurements, the air sampling circuit
It is separated from the main duct 10 and connected to the air calibration circuit by a bypass. The air calibration circuit comprises three valves 42, 86 and 88 made of, for example, Teflon (trade name), and is controlled manually or automatically by the processing means β2 connected to this air calibration circuit. An isolation valve 42 makes it possible to separate the intake of the air sampling circuit from the main duct 10.

空気較正回路は、公知の濃度であり、かつその濃度がラ
ンダムに変更できる上述した成分を含んだガス状較正混
合物を供給する手段を有している。
The air calibration circuit has means for supplying a gaseous calibration mixture containing the above-mentioned components of known concentration and whose concentration can be varied randomly.

第2図に具体的に示すように、上述した手段は、極低温
交換器90から構成されている。
As specifically shown in FIG. 2, the means described above consist of a cryogenic exchanger 90.

バルブ42が空気サンプリング回路をメインダクト10
から分離した時、バルブ86は開かれ、ガス状混合物、
例えば、貯蔵器に圧縮されて入れられた大気、アルゴン
あるいは窒素から選ばれたものが放出される。放出され
たガスは、密封されたコンテナ内に含まれている低温流
体96に浸されたダクト94内を循環する。密封された
コンテナ内において、低温流体96の温度は、低温流体
96に浸され、処理手段82によって制御される電源1
00に接続されたサーミスタ98の温度によって測定さ
れる。低温流体96の温度は、−100〜+10°Cの
量変化する。
A valve 42 connects the air sampling circuit to the main duct 10.
When separated from the gaseous mixture, valve 86 is opened and the gaseous mixture,
For example, a selection of air, argon or nitrogen compressed into the reservoir is released. The released gas circulates within a duct 94 immersed in a cryogenic fluid 96 contained within a sealed container. Inside the sealed container, the temperature of the cryogenic fluid 96 is controlled by the power supply 1 immersed in the cryogenic fluid 96 and controlled by the processing means 82.
The temperature of the thermistor 98 connected to 00 is measured. The temperature of cryogenic fluid 96 varies by an amount of -100 to +10 degrees Celsius.

コンテナ内において、ダクト94は、検査すべき成分と
同一の成分の結晶102を含んだ螺旋状の部分を有して
いる。結晶の蒸気張力は公知であり、従って、低温流体
96の温度を簡単に変更することによってダクト96内
を流れているガス状混合物内のガス状成分の濃度をラン
ダムにかつ既知の方法で変更することは可能である。
Inside the container, duct 94 has a helical section containing crystals 102 of the same composition as the component to be tested. The vapor tension of the crystal is known, and therefore simply changing the temperature of the cryogenic fluid 96 randomly and in a known manner changes the concentration of the gaseous components in the gaseous mixture flowing within the duct 96. It is possible.

ダクト94は、空気サンプリング回路に接続されており
、バルブ42が閉じられ、バルブ86および88が開か
れた時、公知の成分および濃度を有するガス状較正混合
物は、空気サンプリング回路および空気測定回路内に流
される。
Duct 94 is connected to the air sampling circuit and when valve 42 is closed and valves 86 and 88 are opened, a gaseous calibration mixture having known components and concentrations is introduced into the air sampling circuit and the air measuring circuit. be swept away by

これにより、較正曲線は、濃度を測定する装置として用
いられる同じ測定装置の助けをかりて異なった濃度で得
られる。このことは、どんなセツティングの困難性およ
び不正確さをも除去する。
Thereby, a calibration curve is obtained at different concentrations with the aid of the same measuring device used as the device for measuring the concentration. This eliminates any setting difficulties and inaccuracies.

「測定」モードへ戻ることは、バルブ86および88を
閉め、バルブ42を開けることによってなされる。
Returning to the "measure" mode is accomplished by closing valves 86 and 88 and opening valve 42.

この発明による濃度測定装置は、高い感度を有し、極め
て低い濃度を測定することを可能にする。
The concentration measuring device according to the invention has high sensitivity and makes it possible to measure extremely low concentrations.

あるしきい値を越えたことを自動的に確認する測定は、
信頼でき、アラームデバイスをトリガすることを可能に
する。また、熱分解器は、一つノ化合物に正常に含まれ
ており、かつ、検査すべき成分の濃度を測定することも
可能にする。上述した測定は、通常実行されない。
A measurement that automatically confirms that a certain threshold has been exceeded is
Reliable and allows to trigger alarm devices. The pyrolyzer also makes it possible to measure the concentration of components that are normally present in one compound and that are to be tested. The measurements described above are not normally performed.

尚、この発明は、上述した具体例に限定されないことお
よびそのすべての変形例をカバーしていないことは明ら
かである。
Note that it is clear that the present invention is not limited to the above-mentioned specific examples and does not cover all variations thereof.

[発明の効果j 以上説明したように、この発明によれば、濃度測定と較
正とを異なる時間に同一の測定セルを用いて実行するこ
とができるという効果がある。
[Effects of the Invention j As explained above, according to the present invention, there is an effect that concentration measurement and calibration can be performed at different times using the same measurement cell.

また、較正は、規則的な間隔て実行することができる。Also, calibration can be performed at regular intervals.

しかし、加えて、「測定」モードから「較正」モードへ
の急速で簡単な推移の結果として、ある濃度でしきい値
が越えることがありうる。
However, in addition, as a result of the quick and easy transition from the "measurement" mode to the "calibration" mode, the threshold value may be exceeded at certain concentrations.

9 0 このため、測定装置の操作は制御され、信頼できる測定
は、任意にアラームを発することを許す。
90 For this reason, the operation of the measuring device is controlled and reliable measurements are allowed to issue alarms at will.

この発明による濃度測定装置の感度は、非常に低い濃度
で放出される成分を検査することを可能にする。
The sensitivity of the concentration measuring device according to the invention makes it possible to examine components released in very low concentrations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のガス状混合物の濃度測定装置の構成例を
示す概略図、第2図はこの発明の一実施例によるガス状
混合物の濃度測定装置の構成を示す概略図である。 度測定手段、82・・・・処理手段、90・・・・・・
コンテナ、92・・・・・貯蔵器、94・・・・・ダク
ト、96・低温Xt体、98 ・・サーミスタ、100
・ ・電源、102・・結晶。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a conventional gaseous mixture concentration measuring device, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a gaseous mixture concentration measuring device according to an embodiment of the present invention. degree measuring means, 82...processing means, 90...
Container, 92... Storage vessel, 94... Duct, 96 Low temperature Xt body, 98... Thermistor, 100
・・Power source, 102...Crystal.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)吸上げポンプ(40)を有し、その入口と出口と
がメインダクト(10)に接続された空気サンプリング
回路と、 公知の流量および圧力でガス状混合物を循環させること
に適した測定セル(56)と、吸上げポンプ(59)と
を有し、一端が前記空気サンプリング回路に接続され、
他端が前記メインダクト(10)に接続され、前記ガス
状混合物が前記空気サンプリング回路によって吸い上げ
られて前記メインダクト(10)へ放出される空気測定
回路と、公知でランダムに可変できる濃度で検査すべき
成分を含んだガス状較正混合物を供給するガス状較正混
合物供給手段(90)を有し、前記メインダクト(10
)から前記空気サンプリング回路を分離できるバイパス
によって前記空気サンプリング回路に接続され、前記ガ
ス状較正混合物が前記空気測定回路へ流れる空気較正回
路と、 前記測定セル(56)内部で前記成分の蛍光を誘発させ
る蛍光誘発手段と、 前記蛍光の光強度を測定して前記蛍光の光強度に応じた
電気信号を出力する光強度測定手段(80)と、 前記ガス状較正混合物が前記空気測定回路内を流れる時
に行われる較正測定に基づいて前記メインダクト(10
)内を流れる前記混合物に含まれている前記成分の濃度
を測定するために、前記光強度測手段(80)の出力に
その入力が接続され、前記電気信号を処理する処理手段
(82)と を具備することを特徴とするガス状混合物の濃度測定装
置。
(1) an air sampling circuit comprising a suction pump (40), the inlet and the outlet of which are connected to the main duct (10) and measurements suitable for circulating a gaseous mixture at a known flow rate and pressure; a cell (56) and a suction pump (59), one end of which is connected to the air sampling circuit;
an air measuring circuit connected at the other end to said main duct (10) and in which said gaseous mixture is sucked up by said air sampling circuit and discharged into said main duct (10) and tested at a known and randomly variable concentration; gaseous calibration mixture supply means (90) for supplying a gaseous calibration mixture containing the desired components;
) an air calibration circuit connected to the air sampling circuit by a bypass capable of isolating the air sampling circuit from the air sampling circuit, through which the gaseous calibration mixture flows to the air measurement circuit; and inducing fluorescence of the components within the measurement cell (56). a light intensity measuring means (80) for measuring the light intensity of the fluorescent light and outputting an electrical signal corresponding to the light intensity of the fluorescent light; and the gaseous calibration mixture flows through the air measuring circuit. The main duct (10
), the input of which is connected to the output of the light intensity measuring means (80) for measuring the concentration of the components contained in the mixture flowing through the said light intensity measuring means (80); An apparatus for measuring the concentration of a gaseous mixture, comprising:
(2)前記空気サンプリング回路は、熱分解器(48)
を具備することを特徴とする請求項1記載のガス状混合
物の濃度測定装置。
(2) The air sampling circuit includes a pyrolyzer (48)
2. The device for measuring the concentration of a gaseous mixture according to claim 1, comprising:
(3)前記ガス状較正混合物供給手段(90)は、極低
温交換器を具備することを特徴とする請求項1記載のガ
ス状混合物の濃度測定装置。
(3) The device for measuring the concentration of a gaseous mixture according to claim 1, characterized in that the gaseous calibration mixture supply means (90) comprises a cryogenic exchanger.
(4)既に前記空気測定セル(56)を縦に通過した光
ビームが前記測定セル(56)に戻ることを防ぐ光トラ
ップ(70)を具備することを特徴とする請求項1記載
のガス状混合物の濃度測定装置。
4. Gaseous gas according to claim 1, characterized in that it comprises an optical trap (70) which prevents a light beam that has already passed vertically through the air measuring cell (56) from returning to the measuring cell (56). A device for measuring the concentration of mixtures.
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