JPH06103258B2 - Fluid analysis device by multi-fluid modulation method - Google Patents

Fluid analysis device by multi-fluid modulation method

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JPH06103258B2
JPH06103258B2 JP62335120A JP33512087A JPH06103258B2 JP H06103258 B2 JPH06103258 B2 JP H06103258B2 JP 62335120 A JP62335120 A JP 62335120A JP 33512087 A JP33512087 A JP 33512087A JP H06103258 B2 JPH06103258 B2 JP H06103258B2
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Japan
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fluid
modulation
signal
sample
frequency
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JP62335120A
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Japanese (ja)
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元 三笠
秀一 石本
信隆 木原
勲 藤田
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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Priority to DE19883879897 priority patent/DE3879897T2/en
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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に
おいて、より一層高い測定精度を得られるように、前記
2つのサンプル流体の間の相互干渉等による測定誤差を
補正するための機構を開発せんとしてなされたものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention adopts a unique non-conventional method called a multi-fluid modulation method (this is the name named by the present inventors). 2 (or shunted into 2 systems) while using only 1 detector
Mutual interference between the two sample fluids in order to obtain even higher measurement accuracy in a completely new fluid analysis device capable of simultaneously and continuously analyzing the sample fluids with extremely high accuracy. It was made as a development of a mechanism to correct the measurement error due to.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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
yCz、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(CLD)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ー方式等によるニューマティッ
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(NDIR)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。
For example, harmful components such as automobile exhaust gas and factory exhaust gas (NO x , H
Fluid analyzers used to analyze the concentration (and thus the amount) of y C z or CO x etc. have traditionally included analyzers equipped with a chemical luminescence detector (CLD) or frame analyzers. An analyzer equipped with an ion detector (FID), or a non-dispersive infrared analyzer (NDIR) equipped with a condenser type microphone or a micro flow type pneumatic detector or a solid detector such as a thermopile or a semiconductor. Fluid analyzers that employ various detectors (sensors) are used.

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NO2、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CO2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。
By the way, when performing the fluid analysis as described above, for example, NO and NO 2 , or methane (CH 4 ) and HC other than methane (NMHC), or CO and CO 2 ,
In many cases, it is necessary to measure the concentrations of two components in the sample fluid simultaneously and continuously, but in order to realize it with conventional general fluid analyzers, two detectors (sensors) are inevitably required. Met.

即ち、NOとNO2とを同時に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
ルガス中のNO濃度をそれ単独で測定するための第1NO検
出器を設け、他方の系にはサンプルガス中のNO2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NO濃度
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(NO2濃度は第2NO検出器に
よる全NO濃度検出値と第1NO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HC濃度(TH
C)を測定するための第1HC検出を設け、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
出器によるメタン濃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CO2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検出器を設け他方の系にはCO2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。
That is, in the case of simultaneously measuring NO and NO 2 simultaneously, the sample fluid is divided into two measurement systems, and one system is a first NO detector for measuring the NO concentration in the sample gas by itself. And the other system is provided with a second NO detector for measuring the total NO concentration in the processed fluid produced by converting the NO 2 in the sample gas into NO. NO detector is required (NO 2 concentration is obtained as the difference between the total NO concentration detection value by the second NO detector and the NO single concentration detection value by the first NO detector, and this method is called the difference method) When measuring methane and HC other than methane (NMHC) at the same time, split the sample fluid into two measurement systems, and use one system to divide the total HC concentration (TH
To measure the concentration of methane in the process gas produced by the first HC detection to measure C), and the other system is subjected to the process of catalytically removing HC other than methane in the sample fluid by catalytic combustion. 2 HC detectors are required, such as installing the 2nd HC detector (in this case, the difference method is also used, and NMHC uses the THC concentration detection value from the 1st HC detector and the 2nd HC detector) Obtained as the difference with the detected value of methane concentration),
When measuring CO and CO 2 in the sample fluid simultaneously and continuously, the sample fluid is divided into two measurement systems, one system is equipped with a CO detector and the other system is equipped with a CO 2 detector. , Two different detectors are required, a CO detector and a CO 2 detector.

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。
Then, as described above, by dividing the same sample fluid into two systems, it is not limited to the case where two components in the sample fluid are simultaneously and continuously analyzed, and two different sample fluids are included in each. It is apparent that two detectors (sensors) are also required when attempting to perform simultaneous and continuous analysis of specific components.

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
く、 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、 (ウ)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。
However, as described above, when performing the simultaneous continuous analysis of two components in the same sample fluid or the specific component contained in each of two different sample fluids, as in the conventional device, The fact that two detectors must be used not only means that (a) the analyzer becomes large and the manufacturing cost is high, but (b) zero detector and span adjustment for each two detectors. Since adjustment is required, it is very troublesome for measurement and is very troublesome. (C) When the adjustment of each detector is not sufficient and there is a zero adjustment error or a difference in sensitivity between the two detectors. Causes various problems such as a very large measurement error.

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。
Therefore, in order to avoid such a problem, an analyzer equipped with only one detector is used to alternately measure two components in the same sample fluid, or alternatively two different sample fluids are alternately measured. It may be possible to use a batch-type analysis method, which is a measure to measure in the same way, but in that case, there is a disadvantage that the measurement data becomes discontinuous because simultaneous and continuous measurement cannot be performed. When performing the analysis using the difference method, there is a possibility that the measurement accuracy may be significantly deteriorated. Therefore, it is not a good idea to adopt such a batch-type analysis method merely to save the number of detectors, because it may seriously sacrifice the original purpose of fluid analysis.

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日付け出願の特許願および昭和62年12月12日付け
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。
In view of such conventional circumstances, the inventors of the present invention have, as a result of earnest research, adopted an epoch-making method called a multi-fluid modulation method, thereby using only one detector, (Or split into multiple systems)
We have developed a completely new fluid analysis method and fluid analysis device that can analyze sample fluids simultaneously and continuously. For the basic concept, see 1987.
We have already proposed it based on earlier applications such as the patent application filed on December 11, and the patent application filed on December 12, 1987.

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3図に示す基本的概念図および第4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S1,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F1,F2(ヘル
ツ)で流体変調するための流体変調手段V1,V2と、 ただ一個の検出器Dを有すると共に、前記流体変調され
た各サンプル流体S1,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Aにおける前記検出器Dからの出力信号O
を、適宜周波数分離手段および信号整流・平滑手段(第
3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S1,S2に対する各変調周波数F1,F2の信号成
分O1,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S1,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、 更に、前記信号処理手段Bを構成するに、第4図に具体
的に示しているように、 前記検出器Dからの出力信号O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a1,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a1(a2)の後段に、その通
過帯域周波数F1(F2)に対応する流体変調手段V1(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a1(a2)からの出力信号を検波整流する同期
検波整流器b1(b2)を設け、かつ、 前記各同期検波整流器b1(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)を設けてあ
る、 という特徴を備えているものである。
That is, the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method (the method is applied in this device) is shown in the basic conceptual diagram shown in FIG. 3 and the specific configuration diagram of the main part shown in FIG. As is apparent from the above, a plurality (two in this example) of sample fluids S1 and S2 (these may be different from each other originally, or a single sample fluid may be divided into two systems) Respectively,
Fluid modulation means V1 and V2 for performing fluid modulation at different frequencies F1 and F2 (Hertz) by comparison fluids R1 and R2, and a single detector D, and the fluid-modulated sample fluids S1 and S2. Are supplied simultaneously and continuously, and an output signal O from the detector D in the analysis unit A.
To the signal components O1 and O2 of the modulation frequencies F1 and F2 for the sample fluids S1 and S2 by appropriately using frequency separating means and signal rectifying / smoothing means (which is conceptually shown in FIG. 3). It comprises a signal processing means B for obtaining an analysis value for each of the sample fluids S1 and S2 by separating and performing rectification and smoothing respectively, and further, the signal processing means B is configured as shown in FIG. As specifically shown in FIG. 1, from the output signal O from the detector D,
Two band pass filters a1 and a2 that pass only signals in the bands near F1 and F2 are provided in parallel with each other, and the pass band frequency F1 (F2) is provided after the band pass filters a1 (a2). Fluid modulation means V1 (V2) corresponding to
The synchronous detection rectifier b1 (b2) for detecting and rectifying the output signal from the bandpass filter a1 (a2) is provided in synchronization with the actual fluid modulation operation by, and the subsequent stage of each synchronous detection rectifier b1 (b2). In addition, the smoothing element c1 (c2) for smoothing the output signal therefrom is provided.

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、例えばロータリーバルブとか
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V1,V2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S1,S2
を、ただ一個の検出器Dを有する分析部A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Dから、全てのサンプル流体S1,S2に対応する個
々の測定信号成分(O1,O2)が一括的に重畳されたひと
つの測定信号O(=O1+O2)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Dからの出力信号Oを、例
えば、第3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を用いることにより、前記各サンプル流体S
1,S2に対する各変調周波数F1,F2の信号成分O1,O2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S1,S2に関する分析
値を得るようにしてあるから、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一般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簡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。
That is, in the fluid analysis apparatus of the multi-fluid modulation system having such a configuration, the comparison fluid is compared by using the appropriate fluid modulation means V1 and V2 configured by, for example, a rotary valve, a three-way switching solenoid valve or a four-way switching solenoid valve Two sample fluids S1 and S2 that are fluid-modulated by R1 and R2 at different frequencies F1 and F2, respectively (or divided into two systems)
By simultaneously and continuously supplying to the analysis section A having only one detector D, the individual measurement signals corresponding to all the sample fluids S1 and S2 are first obtained from that one detector D. In addition to adopting a peculiar method that was not considered at all by conventional wisdom, that one measurement signal O (= O1 + O2) in which components (O1, O2) are collectively superimposed is obtained.
Next, the output signal O from the only one detector D is signal processing means B which is constituted by appropriately combining frequency separation means and signal rectification / smoothing means as illustrated in FIG. By using each sample fluid S
By performing signal processing of separating the signal components O1 and O2 of the respective modulation frequencies F1 and F2 for 1, S2 and performing rectification and smoothing processing respectively, it is possible to obtain analysis values for the sample fluids S1 and S2. Therefore, even when performing simultaneous continuous analysis of two components in the same sample fluid or simultaneous analysis of a specific component contained in each of two different sample fluids, only one detector ( Therefore, it is possible to reduce the size and simplification of the entire device and to reduce the cost more easily than the conventional general fluid analysis device that requires two detectors. It is easy to adjust in a short time, and since zero adjustment error and sensitivity difference between multiple detectors cannot occur unlike the conventional method, it is always possible to ensure good measurement accuracy. Has excellent advantages.

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、特に第4図に示すように、バンドパスフィルターa1
(a2)と、同期検波整流器b1(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c1(c
2)とを直列接続して成る信号処理系列を2列並列に設
けた構成としてあるため、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a1(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b1(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て
あるから、例えば、ただ単にバンドパスフィルターのみ
により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。
Moreover, as the signal processing means B, for example, a computer capable of arithmetic processing of numerical analysis such as Fourier analysis (corresponding to frequency separation processing) and absolute value averaging processing (corresponding to rectification / smoothing processing) is used. Alternatively, it is possible to configure appropriate means by various software or hardware such as using an electric circuit such as a lock-in amplifier. In the above fluid analyzer, as shown in FIG. , Bandpass filter a1
(A2), the synchronous detection rectifier b1 (b2), and a smoothing element c1 (c
2) The signal processing series formed by connecting in series with is provided in parallel in two columns, so it is very simple and inexpensive compared to the above-mentioned means using a computer or a lock-in amplifier. Of course, the band-pass filter a1 (a2) alone is used to supplement the frequency separation action that may be insufficient by the synchronous detection rectifier b1 (b2) so that more accurate frequency separation can be performed. Therefore, for example, compared with the configuration in which absolute value rectification is performed immediately after frequency separation using only a bandpass filter, the signal processing performance (S / N) is far superior.
There is also an advantage that the ratio can be obtained.

ところが、上記したように種々の有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。
However, even in the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method, which has various useful advantages as described above,
The following problems remain.

即ち、前記第4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、プリアンプ2を介して検出器D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a1,a2によって、両サンプル流体S1,S2に対応する個々
の測定信号成分O1(周波数F1),O2(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,F2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a1,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a1(a2)を通過した信号には、本来の周
波数F1(F2)の信号O1以外に、どうしても他方の流体変
調周波数F2(F1)の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。
That is, as described with reference to FIG. 4, in the signal processing means B, the measurement signal O input from the detector D via the preamplifier 2 is first filtered by the bandpass filters a1 and a2. The individual measurement signal components O1 (frequency F1) and O2 (frequency F2) corresponding to the sample fluids S1 and S2 are separated, but it is necessary to set both fluid modulation frequencies F1 and F2 to sufficiently different values. Alternatively, it is not possible to obtain a reliable frequency separation result without practically difficult measures such as using a high-grade one having considerably sharp frequency cut characteristics as both bandpass filters a1 and a2. Therefore, in addition to the signal O1 of the original frequency F1 (F2), the noise component of the other fluid modulation frequency F2 (F1) is inevitably mixed in the signal that has passed through each bandpass filter a1 (a2). The mutual interference effect that it does will occur.

このように、各バンドパスフィルターa1(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(F1)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。
Thus, if the noise component of the other fluid modulation frequency F2 (F1) due to the mutual interference effect is mixed in the signal that has passed through each band pass filter a1 (a2), the following inconvenience occurs. .

つまり、前記両流体変調周波数F1,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、一般に、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0にならない)。
That is, the both fluid modulation frequencies F1 and F2 can usually be arbitrarily set, but in that case, in general, even after the signal is synchronously detected and rectified by the synchronous detection rectifier b1 (b2). A signal corresponding to the interference noise component remains as a measurement error factor (that is, its smoothed value does not become 0).

このことは、例えば、一方の流体変調周波数F1を1Hz,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
5図(イ),(ロ)から容易に理解されるであろう。
This will be easily understood from FIGS. 5 (a) and 5 (b) showing an example in which one fluid modulation frequency F1 is 1 Hz and the other fluid modulation frequency F2 is 3 Hz. .

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5図(イ)から明らかなように、低い方き
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5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
する系側から低い方の周波数信号を測定信号とする系側
への干渉が大きい)という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5図(イ),(ロ)の
グラフから理論的にも検証することができる。
It should be noted that the measurement error factors due to the mutual interference effect as described above appear extremely greatly in a system using a low-frequency signal as a measurement signal, as is clear from FIG. 5 (a). As is apparent from (b), it does not appear so large in a system in which the higher frequency signal is the measurement signal (that is, the lower frequency signal is measured from the system side in which the higher frequency signal is the measurement signal). It has been experimentally found that there is a tendency that interference to the system side as a signal) is large, and it can be theoretically verified from the graphs of FIGS. 5 (a) and 5 (b). it can.

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V1(V2)の機
械的デュ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(F1)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。
Further, the above problem is not limited to the noise component due to the mutual interference effect, and for example, the frequency F2 (of the other system) caused by other factors such as the deviation of the mechanical duty of the fluid modulation unit V1 (V2) ( The same occurs when the noise component of F1) is mixed.

そこで、本発明者らは、上記のような「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」を可及的に低減させ
るために、更なる研究を続けた結果、下記のような技術
を開発し、それについては、昭和62年12月24日付け出願
の特許願により、既に提案しているところである。
Therefore, in order to reduce the above “measurement error caused by the interference noise component or the like of the other frequency signal in the system using one frequency signal as the measurement signal” as described above, As a result of continued research, we have developed the following technology, which we have already proposed in a patent application filed on December 24, 1987.

それは、前述のような基本的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、第6図に示すよう
に、前記両流体変調手段V1,V2を、それらによる流体変
調周波数F1,F2の比が偶数または偶数分の1になるよう
に設定する(F1=lHz,F2=2hlHzまたはその逆とする:h
は整数)、ということである。
In the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method having the above-mentioned basic structure, as shown in FIG. 6, the two fluid modulation means V1 and V2 have the ratio of the fluid modulation frequencies F1 and F2. Set to be even or even 1 / F1 (F1 = lHz, F2 = 2hlHz or vice versa: h
Is an integer).

即ち、かかる構成を採用することにより、例えば、両流
体変調周波数V1,V2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Bにおける両バンドパス
フィルターa1,a2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地方の周波数信号による干渉ノイズ
成分に起因する測定誤差等を、容易に低減させることが
できる。
That is, by adopting such a configuration, for example, both fluid modulation frequencies V1 and V2 are set to sufficiently different values, or sharp frequency cut characteristics are provided as both band pass filters a1 and a2 in the signal processing means B. Without using practically difficult means such as using a high-grade one, it is easy to eliminate measurement errors, etc. due to interference noise components due to local frequency signals in the system that uses one frequency signal as the measurement signal as described above. Can be reduced to

つまり、例えば、一方(低い方)の流体変調周波数F1を
1Hz,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7図(イ)に示
すように、低い方の周波数信号(1Hz)を測定信号とす
る系におけるバンドパスフィルターa1を通過した信号の
中に、本来の信号O1(1Hz)以外に、高い方の流体変調
周波数(2Hz)による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b1によって同期検波
整流すれば、前記ノイズ成分(2Hz)は、その後におけ
る平滑素子c1による平滑値がプラス/マイナス相殺され
て0になる形に同期検波整流されることになり、従っ
て、平滑素子c1からは、本来の信号O1(1Hz)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(1Hz)による
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7図(ロ)から容易に理解
されよう。
That is, for example, one (lower) fluid modulation frequency F1
When the fluid modulation frequency F2 of 1 Hz and the other (higher) is set to 2 Hz, which is an even multiple (double) of that, the lower frequency signal (1 Hz) is used as the measurement signal as shown in FIG. Even if there is an interference noise component due to the higher fluid modulation frequency (2 Hz) in addition to the original signal O1 (1 Hz) in the signal that has passed through the bandpass filter a1 in the system, synchronize that signal. If the synchronous rectification is performed by the detection rectifier b1, the noise component (2 Hz) is synchronously detected and rectified in such a manner that the smoothing value by the smoothing element c1 thereafter is offset by plus / minus and becomes zero. A correct measurement signal corresponding to only the original signal O1 (1 Hz) will be obtained from the element c1. On the contrary to the above, even in a system in which the higher frequency signal (2Hz) is used as the measurement signal, the interference noise component due to the lower frequency signal (1Hz) is similarly canceled by the plus / minus smoothed value. It will be easily understood from FIG. 7 (b) that the correct measurement signal having zero measurement value can be obtained.

なお、上記第7図(イ),(ロ)においては、互いに周
波数を異にする本来の信号と干渉ノイズ成分とが同一位
相である場合について例示しているが、第8図(イ),
(ロ)に示すように、それらの間に位相ずれθがある場
合でも、同様に、干渉ノイズ成分はその平滑値がプラス
/マイナス相殺されて0になる。
7 (a) and 7 (b), the case where the original signal and the interference noise component whose frequencies are different from each other are in the same phase is illustrated.
As shown in (b), even if there is a phase shift θ between them, the interference noise component becomes 0 by the plus / minus offset of the smoothed value.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記したように、「両流体変調手段V1,V
2を、それらによる流体変調周波数F1,F2の比が偶数また
は偶数分の1になるように設定する」という工夫によっ
て、「一方の周波数信号F1を測定信号とする系における
他方の周波数(F2)の干渉ノイズ成分に起因する測定誤
差の低減」という目的は達成されたものの、なお、次の
ような問題が残っていることが判った。
However, as described above, "both fluid modulation means V1, V
2 is set so that the ratio of the fluid modulation frequencies F1 and F2 due to them is an even number or a fraction of an even number, and "the other frequency (F2) in the system that uses one frequency signal F1 as the measurement signal" Although the purpose of "reducing measurement error due to interference noise component of" was achieved, it was found that the following problems still remained.

先に述べたように、各流体変調手段V1,V2により流体変
調されるサンプル流体S1,S2の実際の変調周波数には、
前記流体変調手段V1,V2がどうのような構成のものにせ
よ、製作誤差や駆動機構の駆動むらなどによる機械的デ
ィユーティのずれとか、検出部Aに至るまでの流路差な
どのに起因して、本来の流体変調周波数F1,F2以外の周
波数のノイズ成分が含まれることは避け得ない。つま
り、一方の流体変調手段V1によるサンプル流体S1の流体
変調周波数中には、本来の流体変調周波数F1の他に、他
方の系の周波数F2やその他の高調波のノイズ成分が含ま
れ、また、他方の流体変調手段V2によるサンプル流体S2
の流体変調周波数の中には、本来の流体変調周波数F2の
他に、他方の系の周波数F1やその他の高調波のノイズ成
分が含まれる。
As described above, the actual modulation frequencies of the sample fluids S1 and S2 that are fluid-modulated by the respective fluid modulation means V1 and V2 are:
Whatever the structure of the fluid modulation means V1 and V2 is, it is caused by a deviation of mechanical duty due to manufacturing errors, driving unevenness of a driving mechanism, a flow path difference to the detection unit A, or the like. Inevitably, noise components having frequencies other than the original fluid modulation frequencies F1 and F2 are included. That is, in the fluid modulation frequency of the sample fluid S1 by the one fluid modulation means V1, in addition to the original fluid modulation frequency F1, the other system frequency F2 and other harmonic noise components are included, and Sample fluid S2 by the other fluid modulation means V2
In addition to the original fluid modulation frequency F2, the fluid modulation frequency of 1 includes the other system frequency F1 and other harmonic noise components.

これらのノイズ成分のうち高調波ノイズ成分について
は、前記信号処理部Bにおけるバンドパスフィルターa1
(a2)や平滑素子c1(c2)が有効に働いて除去されるこ
とになるが、一方の流体変調周波数F1(F2)の系におけ
る流体変調手段V1(V2)から発生する他方の流体変調手
段V1(V2)の流体変調周波数F2(F1)と同一の周波数を
有するノイズ成分は、例えば、一方の流体変調周波数F1
を1Hz,他方の流体変調周波数F2を2Hzとした場合の例を
示した第9図(イ),(ロ)から明らかなように、その
ノイズ成分の信号は、主として機械的な要因に起因する
ものであって、通常は、本来の信号と位相ずれθ(その
値は未知である)があるために、前記同期検波整流器b
1,b2の同期検波作用によっても有効に除去されず、従っ
て、その平滑値は0にならずに、測定誤差として残って
しまう。
Regarding the harmonic noise component among these noise components, the bandpass filter a1 in the signal processing unit B is used.
(A2) and the smoothing element c1 (c2) are effectively worked and removed, but the other fluid modulation means generated from the fluid modulation means V1 (V2) in the system of one fluid modulation frequency F1 (F2) A noise component having the same frequency as the fluid modulation frequency F2 (F1) of V1 (V2) is, for example, one fluid modulation frequency F1.
Is 1 Hz and the other fluid modulation frequency F2 is 2 Hz. As is clear from FIGS. 9 (a) and 9 (b), the noise component signal is mainly due to mechanical factors. Since there is usually a phase shift θ (the value of which is unknown) from the original signal, the synchronous detection rectifier b
It is not effectively removed even by the synchronous detection action of 1 and b2, so that the smoothed value does not become 0 but remains as a measurement error.

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、上記したような原因による測定誤差、即
ち、『一方の周波数信号を測定信号とする系における他
方の系からの同一周波数信号の干渉ノイズ成分に起因す
る測定誤差』を、容易にかつ確実に補正することができ
る機構を備えたマルチ流体変調方式による流体分析装置
を提供せんとすることにある。
The present invention has been made in view of such circumstances,
Its purpose is to easily and easily eliminate the measurement error caused by the above-mentioned cause, that is, "the measurement error caused by the interference noise component of the same frequency signal from the other system in the system using one frequency signal as the measurement signal". Another object of the present invention is to provide a fluid analysis device by a multi-fluid modulation system having a mechanism capable of surely correcting.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、本発明装置は、前述したよ
うな改良された基本的構成を有するマルチ流体変調方式
による流体分析装置、即ち、 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るマルチ流体変調
方式による流体分析装置において、 前記両流体変調手段を、夫々、サンプル流体の流入口,
比較流体の流入口,前記分析部への流出口,排出口を備
えたハウジング内に所定周期で回転駆動可能な流路切り
換え用ローターを設けて成るロータリーバルブで構成す
ると共に、 それら両ロータリーバルブを、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、
かつ、 前記両ロータリーバルブのうちの少なくとも一方におけ
るハウジングとローターとの初期相対位置関係を任意に
調節設定可能なように、該ハウジングを該ローターの回
転軸芯周りに回転・固定可能に構成してある、 という点に特徴がある。
In order to achieve the above-mentioned object, the device of the present invention is a fluid analysis device by the multi-fluid modulation method having the improved basic structure as described above, that is, two sample fluids (also divided into two systems). To
Fluid analysis means for performing fluid modulation at frequencies different from each other by a comparison fluid; and an analysis unit having only one detector, and each of the fluid-modulated sample fluids being supplied simultaneously and continuously, In order to obtain an analysis value for each sample fluid by separating the output signal from the detector in the analysis unit into signal components of each modulation frequency for each sample fluid and performing rectification and smoothing respectively. From the output signal from the detector, two bandpass filters that pass only the signals in the bands near the respective modulation frequencies are provided in parallel with each other, and the bandpass filters corresponding to the passband frequencies are provided after the bandpass filters. The output signal from the bandpass filter is detected and adjusted in synchronization with the actual fluid modulation operation by the fluid modulation means. Provided synchronous detection rectifier that, and the subsequent stage of the synchronous detection rectifier,
In a fluid analysis apparatus by a multi-fluid modulation method, which comprises a signal analysis means provided with a smoothing element for smoothing an output signal therefrom, the both fluid modulation means are respectively provided with an inlet of a sample fluid,
A rotary valve is provided which is provided with a flow path switching rotor that can be rotationally driven at a predetermined cycle in a housing provided with a comparative fluid inlet, an outlet to the analysis unit, and an outlet, and both rotary valves are provided. , And set them so that the ratio of the fluid modulation frequencies is even or even divided by 1,
In addition, the housing is configured to be rotatable and fixed around the rotation axis of the rotor so that the initial relative positional relationship between the housing and the rotor in at least one of the rotary valves can be arbitrarily adjusted and set. There is a feature in that there is.

〔作用〕[Action]

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。
The action exerted by the above characteristic configuration is as follows.

即ち、上記本発明装置によれば、前述した第6図および
第4図の組み合わせで構成される改良された先行技術に
係るマルチ流体変調方式による流体分析装置と基本的に
は同様の構成を備えているから、「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
ズ成分等に起因する測定誤差」を可及的に低減させ得る
という基本的な作用が発揮されることは勿論、両流体変
調手段を、夫々、サンプル流体の流入口,比較流体の流
入口,前記分析部への流出口,排出口を備えたハウジン
グ内に所定周期で回転駆動可能な流路切り換え用ロータ
ーを設けて成るロータリーバルブで構成すると共に、そ
れら両ロータリーバルブのうちの少なくとも一方におけ
る前記両ロータリーバルブのうちの少なくとも一方につ
いて、該ハウジングを該ローターの回転軸芯周りに回転
・固定可能に構成してあるから、それらハウジングとロ
ーターとの初期相対位置関係を任意に調節設定すること
により、前記両ロータリーバルブによる流体変調動作の
相対位置関係を任意に調整する、具体的には、例えば一
方の測定系にのみサンプル流体としてスパン流体を流し
た状態において、他方の系における測定値が、たとえ、
前記第9図(イ)または(ロ)の下方のグラフに示した
ような未知の位相ずれによる測定誤差が生じたとして
も、その測定誤差が略々0になるように、指示計を見な
がら前記一方の系におけるロータリーバルブのハウジン
グを回転操作して、そのハウジングと対応するローター
との初期相対位置関係を調節するという極く容易な操作
を行うだけで、『一方の周波数信号を測定信号とする系
における他方の系からの同一周波数信号の干渉ノイズ成
分に起因する測定誤差』をも確実に補正することができ
る。
That is, the above-mentioned device of the present invention basically has the same configuration as the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method according to the improved prior art constructed by the combination of the above-mentioned FIG. 6 and FIG. Therefore, it is possible to reduce the "measurement error caused by the interference noise component of the other frequency signal in the system using one frequency signal as the measurement signal" as much as possible. Of course, both fluid modulation means can be rotationally driven at a predetermined cycle in a housing provided with a sample fluid inflow port, a comparison fluid inflow port, an outflow port to the analysis section, and an exhaust port, respectively, for flow path switching rotor. And a rotary valve having at least one of the rotary valves in at least one of the rotary valves. Is configured to be rotatable and fixed around the rotation axis of the rotor, the relative position of the fluid modulation operation by the rotary valves can be adjusted by arbitrarily adjusting and setting the initial relative positional relationship between the housing and the rotor. The relationship is arbitrarily adjusted, specifically, for example, in the state where the span fluid is flowed as the sample fluid only in one measurement system, the measurement value in the other system is
Even if a measurement error occurs due to an unknown phase shift as shown in the lower graph of FIG. 9 (a) or (b), while looking at the indicator, the measurement error will be almost zero. By simply rotating the housing of the rotary valve in the one system and adjusting the initial relative positional relationship between the housing and the corresponding rotor, it is possible to "reduce one frequency signal as a measurement signal". The measurement error caused by the interference noise component of the same frequency signal from the other system in the one system can be reliably corrected.

つまり、かかる調節操作を行うことによって、前記同一
周波数信号の干渉ノイズ成分は、第1図(イ)または
(ロ)に示すように、本来の信号との位相ずれが任意の
値θから90°(π/4)になるように補正されるのであ
り、以って、図示のように同期検波整流された結果、そ
の平滑値が0になるのである。
That is, by performing such adjustment operation, the interference noise component of the same frequency signal has a phase shift of 90 ° from an arbitrary value θ with respect to the original signal, as shown in FIG. 1 (a) or (b). It is corrected to be (π / 4), and as a result, the smoothed value becomes 0 as a result of synchronous detection and rectification as shown in the figure.

〔実施例〕〔Example〕

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2図)に基いて説明す
る。
Hereinafter, a specific embodiment of the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method according to the present invention will be described with reference to the drawings (FIG. 2).

なお、本発明装置は、前述した第6図および第4図の組
み合わせで構成された、つまり、両流体変調手段V1,V2
を、それらによる流体変調周波数F1,F2の比が偶数また
は偶数分の1になるように設定する(F1=lHz,F2=2hlH
zまたはその逆とする:hは整数)、という改良された先
行技術に係るマルチ流体変調方式による流体分析装置を
その基本構成としている(その詳細については、既に説
明済みであるので、ここでは省略する)。
The device of the present invention is constructed by the combination of the above-mentioned FIG. 6 and FIG. 4, that is, both fluid modulation means V1, V2.
Are set so that the ratio of the fluid modulation frequencies F1 and F2 due to them is even or even divided by 1 (F1 = lHz, F2 = 2hlH
z or vice versa: h is an integer), which is a basic configuration of an improved prior art fluid analysis device using a multi-fluid modulation method (details thereof have already been described, and are omitted here). To).

而して、本実施例においては、上記基本的構成を有する
マルチ流体変調方式による流体分析装置において、第2
図(イ)の模式的構成図および第2図(ロ)の具体的な
概略構成図から明らかなように、前記各流体変調手段V1
(V2)を、夫々、サンプル流体S1(S2)の流入口3,比較
流体R1(R2)の流入口5,分析部Aへの流出口6,排出流路
への排出口4を備えたハウジングH内に、後述する駆動
機構により所定周期で回転駆動可能な流路切り換え用ロ
ーターRを設けて成るロータリーバルブで構成してあ
る。
Thus, in the present embodiment, the second embodiment of the fluid analysis device based on the multi-fluid modulation method having the above-mentioned basic configuration is provided.
As is clear from the schematic configuration diagram of FIG. 2A and the specific schematic configuration diagram of FIG. 2B, the fluid modulation means V1.
(V2) is a housing provided with an inflow port 3 for the sample fluid S1 (S2), an inflow port 5 for the comparative fluid R1 (R2), an outflow port 6 to the analysis unit A, and an exhaust port 4 to the exhaust flow path. A rotary valve is provided in which a flow path switching rotor R that can be rotationally driven in a predetermined cycle by a drive mechanism described later is provided in H.

なお、それら両ロータリーバルブは、前記した通り、そ
れらによる流体変調周波数F1,F2の比が偶数たは偶数分
の1になるように設定してある(例えば、F1=1Hz,F2=
2Hz)。
As described above, both rotary valves are set so that the ratio of the fluid modulation frequencies F1 and F2 by them is even or even 1 / (for example, F1 = 1 Hz, F2 =
2Hz).

そして、後で詳述するように、前記両流体変調手段(ロ
ータリーバルブ)V1,V2のうちの少なくとも一方(この
例ではV1)は、そのハウジングHとローターRとの初期
相対位置関係を任意に調節設定可能なように、そのハウ
ジングHを位置変更固定可能に、つまり、図中白抜き矢
印Xで示しているように、対応するローターRの回転軸
芯Y周りに回転・固定可能に構成してある。
Then, as will be described later in detail, at least one (V1 in this example) of the both fluid modulating means (rotary valves) V1 and V2 has an initial relative positional relationship between the housing H and the rotor R arbitrarily. The position of the housing H can be changed and fixed so that it can be adjusted and set, that is, the housing H can be rotated and fixed around the rotation axis Y of the corresponding rotor R as indicated by a white arrow X in the drawing. There is.

即ち、前記一方の両流体変調手段(ロータリーバルブ)
V1のハウジングHは、基台10上に、自由状態においては
摺動回転可能に載置された状態で、その上から、前記基
台10に対してボルト12…によって固着される押さえ板11
により、任意の回転姿勢に押圧固定されるように構成さ
れている。従って、それらのボルト12…を緩めるか、あ
るいは、押さえ板11共々取り外すなりして、ハウジング
Hを自由状態にすれば、そのハウジングHの回転位置を
容易かつ任意に調節設定することができる。それに対し
て、他方の両流体変調手段(ロータリーバルブ)V2のハ
ウジングHは、ボルト13…によって、一定姿勢で前記基
台10上に直接固定されるように構成されている。
That is, one of the two fluid modulation means (rotary valve)
The housing H of V1 is mounted on the base 10 so as to be slidably rotatable in a free state, and from above, the pressing plate 11 fixed to the base 10 by bolts 12 ...
Thus, it is configured so as to be pressed and fixed in an arbitrary rotation posture. Therefore, if the bolts 12 are loosened or the pressing plate 11 is removed together, and the housing H is freed, the rotational position of the housing H can be adjusted easily and arbitrarily. On the other hand, the housing H of the other two fluid modulation means (rotary valve) V2 is configured to be fixed directly on the base 10 in a fixed posture by bolts 13 ...

ところで、前記両ロータリーバルブのローターR,Rに対
する駆動機構は下記の通りである。
By the way, the drive mechanism for the rotors R, R of both rotary valves is as follows.

即ち、この例においては、高い方の流体変調周波数(2H
z)を持つ流体変調手段V2を構成するロータリーバルブ
のローターRを、回転数が2Hzに制御されたモーター7
で直接回転駆動する一方、低い方の流体変調周波数(1H
z)を持つ流体変調手段V1を構成するロータリーバルブ
のローターRを、前記モーター7の回転数を1/2に減速
する減速ギア機構8により回転駆動するようにしてあ
る。そして、前記モーター7からそれに対応するロータ
ーRに至る回転軸系、および、前記減速ギア機構8から
それに対応するローターRに至る回転軸系には、夫々、
前記信号処理部Bにおける同期検波整流器b1,b2に対し
て、各流体変調手段V1,V2による実際の変調動作を表す
周波数信号を生成して供給するための、例えば光学式
(フォトインターラプターなど)の同期信号発生器9a,9
bが設けられている。
That is, in this example, the higher fluid modulation frequency (2H
The rotor R of the rotary valve constituting the fluid modulation means V2 having z) is set to the motor 7 whose rotation speed is controlled to 2 Hz.
While it is driven to rotate directly by, the lower fluid modulation frequency (1H
The rotor R of the rotary valve constituting the fluid modulation means V1 having z) is rotationally driven by the reduction gear mechanism 8 that reduces the rotation speed of the motor 7 to half. The rotary shaft system from the motor 7 to the corresponding rotor R and the rotary shaft system from the reduction gear mechanism 8 to the corresponding rotor R are respectively
For example, an optical type (photointerrupter or the like) for generating and supplying a frequency signal representing an actual modulation operation by each of the fluid modulation means V1 and V2 to the synchronous detection rectifiers b1 and b2 in the signal processing unit B. Sync signal generators 9a, 9
b is provided.

さて、上記のように構成されたマルチ流体変調方式によ
る流体分析装置において、前記のように調節可能とされ
た一方の流体変調手段V1(ロータリーバルブ)の測定系
にのみサンプル流体としてスパン流体を流した状態にお
いて、指示計を見ながら試行錯誤的に、前記ロータリバ
ルブのハウジングHを回転操作して、他方の系における
測定値が0になるように、その初期位置を調節設定する
ことにより、それらハウジングHとローターRとの初期
相対位置関係を調節するという極く容易な操作を行うだ
けで、前述の〔作用〕の欄で詳細に説明したように、
「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
可及的に低減させ得るのみならず、『一方の周波数信号
を測定信号とする系における他方の系からの同一周波数
信号の干渉ノイズ成分に起因する測定誤差』をも確実に
補正することができるのである。
Now, in the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method configured as described above, the span fluid is flowed as the sample fluid only to the measurement system of one fluid modulation means V1 (rotary valve) that is adjustable as described above. In this state, the housing H of the rotary valve is rotated by trial and error while observing the indicator, and the initial position is adjusted and set so that the measured value in the other system becomes 0. As described in detail in the above section [Operation], it is only necessary to perform an extremely easy operation of adjusting the initial relative positional relationship between the housing H and the rotor R.
Not only can “a measurement error caused by an interference noise component of the other frequency signal in the system that uses one frequency signal as the measurement signal” reduced as much as possible, but also “a system that uses one frequency signal as the measurement signal. The measurement error due to the interference noise component of the same frequency signal from the other system can be reliably corrected.

なお、上記の実施例においては、一方の流体変調手段V1
を構成するロータリーバルブについてのみ、そのハウジ
ングHをローターRに対して回転・固定可能に構成した
ものを示したが、他方の流体変調手段V1を構成するロー
タリーバルブについてそのようにしてもよいし、また、
両方の流体変調手段V1,V2を構成する両ロータリーバル
ブについてそのようにしても差し支え無い。
In the above embodiment, one of the fluid modulation means V1
Although only the rotary valve constituting the housing H has the housing H rotatable / fixable with respect to the rotor R, the rotary valve constituting the other fluid modulating means V1 may have such a structure. Also,
Even if it does so about both rotary valves which comprise both fluid modulation means V1 and V2, it does not interfere.

また、上記の実施例においては、前記両流体変調手段
(ロータリーバルブ)V1,V2の両ロータリーR,Rを、減速
ギヤ機構8を用いることにより一個のモーター7で駆動
する構成のものを示したが、それら両ローターR,Rを互
いに回転数の異なる別個のモーターにより各別に駆動す
るようにしても差し支え無い。
Further, in the above-described embodiment, the configuration is such that both rotary R, R of both fluid modulating means (rotary valves) V1, V2 are driven by one motor 7 by using the reduction gear mechanism 8. However, both rotors R, R may be separately driven by separate motors having different rotational speeds.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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
した改良された先行技術に係るマルチ流体変調方式によ
る流体分析装置において、両流体変調手段を、夫々、サ
ンプル流体の流入口,比較流体の流入口、前記分析部へ
の流出口,排出口を備えたハウジング内に所定周期で回
転駆動可能な流路切り換え用ローターを設けて成るロー
タリーバルブで構成すると共に、それら両ロータリーバ
ルブのうちの少なくとも一方におけるハウジングとロー
ターとの初期相対位置関係を任意に調節設定可能なよう
に、該ハウジングを該ローターの回転軸芯周りに回転・
固定可能に構成してあるから、それらハウジングとロー
ターとの初期相対位置関係、ひいては、それら両ロータ
リーバルブによる流体変調動作の相対位相関係を、非常
に容易に調整することができ、以って、「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」を可及的に低減さ
せ得るという基本的な作用が発揮されることは勿論、
『一方の周波数信号を測定信号とする系における他方の
系からの同一周波数信号の干渉ノイズ成分に起因する測
定誤差』をも確実に補正することができ、より一層優れ
た測定精度を得ることができる、という顕著な効果が発
揮される。
As is clear from the above detailed description, according to the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method according to the present invention, both fluid modulation means are provided in the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method according to the improved prior art described above. A rotary valve having a flow path switching rotor that can be rotationally driven at a predetermined cycle in a housing having a sample fluid inlet, a comparison fluid inlet, an outlet to the analysis unit, and an outlet. And rotating the housing around the rotation axis of the rotor so that the initial relative positional relationship between the housing and the rotor in at least one of the rotary valves can be adjusted and set arbitrarily.
Since it is configured to be fixable, the initial relative positional relationship between the housing and the rotor, and by extension, the relative phase relationship of the fluid modulation operation by the both rotary valves, can be adjusted very easily. Of course, the basic action of being able to reduce “a measurement error caused by an interference noise component or the like of the other frequency signal in the system in which one frequency signal is the measurement signal” is exhibited as much as possible.
It is possible to surely correct "a measurement error caused by an interference noise component of the same frequency signal from the other system in a system using one frequency signal as a measurement signal", and it is possible to obtain more excellent measurement accuracy. The remarkable effect that it is possible is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(イ),(ロ)は、夫々、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る作用の説明図を示
している。 そして、第2図(イ),(ロ)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一実施例における要
部の模式構成図、および、具体的構成図(概略側面図)
を示している。 また、第3図ないし第9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3図および第4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、第5図(イ),(ロ)
は夫々その問題点の説明図を示し、また、第6図はその
問題点を改良したマルチ流体変調方式による流体分析装
置の全体概略構成図、第7図(イ),(ロ)および第8
図(イ),(ロ)は夫々その作用効果の説明図、更に、
第9図(イ),(ロ)は夫々その別の問題点の説明図を
示している。 S1,S2:サンプル流体、 R1,R2:比較流体、 F1,F2:流体変調周波数、 V1,V2:流体変調手段、(ロータリーバルブ) H:ハウジング、 R:ローター、 3:サンプル流体S1(S2)の流入口、 4:排出口、 5:比較流体R1(R2)の流入口、 6:検出部Aへの流出口、 A:分析部、 D:検出器、 B:信号処理手段、 O:検出器Dからの出力信号、 O1,O2:各サンプル流体S1,S2に対する各変調周波数F1,F2
の信号成分、 a1,a2:バンドパスフィルター、 b1,b2:同期検波整流器、 c1,c2:ローパスフィルター。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) are explanatory views of the action of the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method according to the present invention, respectively. 2 (A) and 2 (B) are schematic configuration diagrams of a main part and a specific configuration diagram (schematic side view) in an embodiment of the fluid analysis device by the multi-fluid modulation method according to the present invention.
Is shown. Further, FIGS. 3 to 9 are for explaining the technical background of the present invention and problems in the prior art, and FIGS. 3 and 4 show the multi-fluid modulation method according to the prior art. Basic concept of fluid analysis device, and
Explanatory drawing of the concrete structure of the main part, FIG. 5 (a), (b)
Shows an explanatory view of the problems, respectively, and FIG. 6 is an overall schematic configuration diagram of a fluid analysis device by a multi-fluid modulation system in which the problems are improved, FIGS. 7 (a), 7 (b) and 8
Figures (a) and (b) are explanatory diagrams of their effects, respectively, and
9 (a) and 9 (b) show explanatory views of other problems, respectively. S1, S2: sample fluid, R1, R2: comparative fluid, F1, F2: fluid modulation frequency, V1, V2: fluid modulation means, (rotary valve) H: housing, R: rotor, 3: sample fluid S1 (S2) Inlet, 4: outlet, 5: comparative fluid R1 (R2) inlet, 6: outlet to detector A, A: analyzer, D: detector, B: signal processing means, O: detection Output signal from the device D, O1, O2: Each modulation frequency F1, F2 for each sample fluid S1, S2
Signal components, a1, a2: bandpass filter, b1, b2: synchronous detection rectifier, c1, c2: lowpass filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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、 とから成るマルチ流体変調方式による流体分析装置にお
いて、 前記両流体変調手段を、夫々、サンプル流体の流入口,
比較流体の流入口,前記分析部への流出口,排出口を備
えたハウジング内に所定周期で回転駆動可能な流路切り
換え用ローターを設けて成るロータリーバルブで構成す
ると共に、 それら両ロータリーバルブを、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、
かつ、 前記両ロータリーバルブのうちの少なくとも一方におけ
るハウジングとローターとの初期相対位置関係を任意に
調節設定可能なように、該ハウジングを該ローターの回
転軸芯周りに回転・固定可能に構成してある、 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。
1. A fluid modulation means for fluid-modulating two (or shunted into two systems) sample fluids at different frequencies by a reference fluid, respectively, and a single detector, and An analysis section to which each fluid-modulated sample fluid is supplied simultaneously and continuously, and an output signal from the detector in the analysis section is separated into signal components of each modulation frequency for each sample fluid and rectified respectively. And a smoothing process, in order to obtain an analysis value for each of the sample fluids, two band-pass filters that pass only signals in the bands near each of the modulation frequencies from the output signal from the detector are mutually separated. The actual fluid modulation by the fluid modulation means corresponding to the pass band frequency is provided in parallel with the band pass filters provided in parallel. In synchronism with the work, synchronous detection rectifier for detecting rectifying the output signal from the band-pass filter provided, and the subsequent stage of the synchronous detection rectifier,
In a fluid analysis device by a multi-fluid modulation system, which comprises a smoothing element for smoothing an output signal therefrom, the both fluid modulating means are respectively provided with a sample fluid inlet port
A rotary valve is provided which is provided with a flow path switching rotor that can be rotationally driven at a predetermined cycle in a housing provided with a comparative fluid inlet, an outlet to the analysis unit, and an outlet, and both rotary valves are provided. , And set them so that the ratio of the fluid modulation frequencies is even or even divided by 1,
In addition, the housing is configured to be rotatable and fixed around the rotation axis of the rotor so that the initial relative positional relationship between the housing and the rotor in at least one of the rotary valves can be arbitrarily adjusted and set. A fluid analysis device using a multi-fluid modulation method characterized by the following.
JP62335120A 1987-12-11 1987-12-28 Fluid analysis device by multi-fluid modulation method Expired - Lifetime JPH06103258B2 (en)

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AT88120269T ATE87739T1 (en) 1987-12-11 1988-12-05 METHOD AND DEVICE FOR ANALYZING LIQUIDS USING MULTI-FLUID MODULATION.
DE19883879897 DE3879897T2 (en) 1987-12-11 1988-12-05 Method and device for analyzing liquids using multi-liquid modulation methods.
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