JPH06222003A - ガス濃度測定装置 - Google Patents
ガス濃度測定装置Info
- Publication number
- JPH06222003A JPH06222003A JP2852493A JP2852493A JPH06222003A JP H06222003 A JPH06222003 A JP H06222003A JP 2852493 A JP2852493 A JP 2852493A JP 2852493 A JP2852493 A JP 2852493A JP H06222003 A JPH06222003 A JP H06222003A
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- Japan
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- measuring
- gas concentration
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】小型、高感度にガス濃度の測定ができるガス濃
度測定装置を提供する。 【構成】容器１の内部にガスが導入され、放射源３から
の放射エネルギーは直接または容器１の内面で多重反射
され、フィルタ５を介し検出素子６に入射する。この検
出素子６の検出信号Ｖ１から検出素子６を保持する保持
体７の温度Ｔ２を用いて測定手段９で補正等を行い、ガ
ス濃度に対応した出力Ｅｏが得られる。
度測定装置を提供する。 【構成】容器１の内部にガスが導入され、放射源３から
の放射エネルギーは直接または容器１の内面で多重反射
され、フィルタ５を介し検出素子６に入射する。この検
出素子６の検出信号Ｖ１から検出素子６を保持する保持
体７の温度Ｔ２を用いて測定手段９で補正等を行い、ガ
ス濃度に対応した出力Ｅｏが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光学的に炭酸ガス
（二酸化炭素、ＣＯ2 ）等のガス濃度を測定するガス濃
度測定装置に関するものである。
（二酸化炭素、ＣＯ2 ）等のガス濃度を測定するガス濃
度測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＯ2 等のガス濃度を測定する場
合、光源からの光を測定対象に投光し、その吸収を透過
光から測定しガス濃度を測定している。
合、光源からの光を測定対象に投光し、その吸収を透過
光から測定しガス濃度を測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感度を
高めようとすると、光源からの光を直接、検出素子に入
射させているので、光がガスを透過する光路を大きくと
る必要があり、装置が長く大型化する問題点があった。
高めようとすると、光源からの光を直接、検出素子に入
射させているので、光がガスを透過する光路を大きくと
る必要があり、装置が長く大型化する問題点があった。
【０００４】この発明の目的は、以上の点に鑑み、小型
の装置で高感度にガス濃度を測定できるガス濃度測定装
置を提供することである。
の装置で高感度にガス濃度を測定できるガス濃度測定装
置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、測定ガスが
供給される容器と、この容器の一方の窓からその内部に
放射エネルギーを放射する放射源と、前記容器の他方の
窓を介し前記容器内を反射しまたは透過した前記放射源
からの放射エネルギーを検出する検出素子と、この検出
素子の出力からガス濃度を測定する測定手段とを備える
ようにしたガス濃度測定装置である。
供給される容器と、この容器の一方の窓からその内部に
放射エネルギーを放射する放射源と、前記容器の他方の
窓を介し前記容器内を反射しまたは透過した前記放射源
からの放射エネルギーを検出する検出素子と、この検出
素子の出力からガス濃度を測定する測定手段とを備える
ようにしたガス濃度測定装置である。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す構成説明
図である。
図である。
【０００７】図において、１は、測定ガスＡが導入口１
１から導入、供給され、排出口１２から排出される容器
（測定セル）で、両端に窓２１、２２を有している。容
器１は、アルミニウムＡｌ等で内面の反射率を高めてあ
り拡散面としてもよい。一方の窓２１には、放射面が大
きい面ヒータ等の放射源３が設けられ窓２１を介し容器
１の内部に放射エネルギーを放射する。なお、放射源３
は図示しない制御手段で所定温度となるよう制御され温
度センサ４でその温度Ｔ１が測定される。なお、容器１
は図示しない断熱材で断熱してもよく、その温度Ｔ３も
温度センサ４０で測定される。また、必要に応じ窓２１
と放射源３との間にしゃへい板３０を設けている。
１から導入、供給され、排出口１２から排出される容器
（測定セル）で、両端に窓２１、２２を有している。容
器１は、アルミニウムＡｌ等で内面の反射率を高めてあ
り拡散面としてもよい。一方の窓２１には、放射面が大
きい面ヒータ等の放射源３が設けられ窓２１を介し容器
１の内部に放射エネルギーを放射する。なお、放射源３
は図示しない制御手段で所定温度となるよう制御され温
度センサ４でその温度Ｔ１が測定される。なお、容器１
は図示しない断熱材で断熱してもよく、その温度Ｔ３も
温度センサ４０で測定される。また、必要に応じ窓２１
と放射源３との間にしゃへい板３０を設けている。
【０００８】他方の窓２２の近くには、測定ガス（たと
えばＣＯ2 ）に相当する透過波長をもつフィルタ５を有
し検出素子６を保持する熱伝導が良好な金属ブロック等
によりなる保持体７が設けられこれら検出素子６等で検
出手段を構成し、容器１の内壁を反射または容器１内を
透過した放射源３からの放射エネルギーがフィルタ５を
介し検出素子６に入射する。この検出素子６または保持
体７の温度Ｔ２は温度センサ８で検出され、検出素子６
の出力Ｖ１、温度センサ４、４０の出力Ｔ１、Ｔ３とと
もに測定手段９に供給され必要な補正演算がなされガス
濃度の測定が行われる。なお、検出素子６が焦電素子等
の場合は、フィルタ５と窓２２との間に光を断続するた
めのモータＭで回転するチョッパ１０を設けるようにす
ればよい。
えばＣＯ2 ）に相当する透過波長をもつフィルタ５を有
し検出素子６を保持する熱伝導が良好な金属ブロック等
によりなる保持体７が設けられこれら検出素子６等で検
出手段を構成し、容器１の内壁を反射または容器１内を
透過した放射源３からの放射エネルギーがフィルタ５を
介し検出素子６に入射する。この検出素子６または保持
体７の温度Ｔ２は温度センサ８で検出され、検出素子６
の出力Ｖ１、温度センサ４、４０の出力Ｔ１、Ｔ３とと
もに測定手段９に供給され必要な補正演算がなされガス
濃度の測定が行われる。なお、検出素子６が焦電素子等
の場合は、フィルタ５と窓２２との間に光を断続するた
めのモータＭで回転するチョッパ１０を設けるようにす
ればよい。
【０００９】つまり、容器１からの放射エネルギーを受
光する検出素子６の出力Ｖ１は、容器１の内部からの放
射エネルギーＬｏと、検出素子６等の温度Ｔ２に関連す
る検出素子６等を含んで保持する保持体７から輻射され
る放射エネルギーＬ２との差に対応し、ｋを定数とし概
略下式となる。
光する検出素子６の出力Ｖ１は、容器１の内部からの放
射エネルギーＬｏと、検出素子６等の温度Ｔ２に関連す
る検出素子６等を含んで保持する保持体７から輻射され
る放射エネルギーＬ２との差に対応し、ｋを定数とし概
略下式となる。
【００１０】 Ｖ１＝ｋ・（Ｌｏ−Ｌ２） （１） 次に容器１の内部からの放射エネルギーＬｏは、放射源
３からの放射エネルギーが内部のガスで吸収されて透過
し直接検出素子６に入射する測定ガス濃度Ｃの関数であ
る吸収係数を含む放射エネルギーＬｂ（ｃ）と、放射源
３からの放射エネルギーが容器１の内部の内壁で多重反
射されてから入射する測定ガスの濃度Ｃの関数である吸
収係数を含む放射エネルギーＬｗ（ｃ）との和に概略相
当し、次式が成り立つ。
３からの放射エネルギーが内部のガスで吸収されて透過
し直接検出素子６に入射する測定ガス濃度Ｃの関数であ
る吸収係数を含む放射エネルギーＬｂ（ｃ）と、放射源
３からの放射エネルギーが容器１の内部の内壁で多重反
射されてから入射する測定ガスの濃度Ｃの関数である吸
収係数を含む放射エネルギーＬｗ（ｃ）との和に概略相
当し、次式が成り立つ。
【００１１】 Ｌｏ＝Ｌｂ（ｃ）＋Ｌｗ（ｃ） （２） この（２）式を（１）式に代入すると次式が得られる。
【００１２】 Ｖ１＝ｋ・（Ｌｂ（ｃ）＋Ｌｗ（ｃ）−Ｌ２） （３） ここで検出素子６等の温度Ｔ２を温度センサ８で測定し
て測定手段９で放射エネルギーＬ２に相当する信号Ｖ２
（ｋ・Ｌ２に相当）に換算して加算することにより、検
出素子６を保持する保持体７の温度Ｔ２の変動により変
化する放射エネルギーＬ２の変動を除去した出力Ｅｏが
次式より得られる。
て測定手段９で放射エネルギーＬ２に相当する信号Ｖ２
（ｋ・Ｌ２に相当）に換算して加算することにより、検
出素子６を保持する保持体７の温度Ｔ２の変動により変
化する放射エネルギーＬ２の変動を除去した出力Ｅｏが
次式より得られる。
【００１３】 Ｅｏ＝Ｖ１＋Ｖ２ ＝ｋ・（Ｌｂ（ｃ）＋Ｌｗ（ｃ）−Ｌ２）＋ｋ・Ｌ２ ＝ｋ・（Ｌｂ（ｃ）＋Ｌｗ（ｃ）） （４） この（４）式の右辺はガス濃度Ｃの関数であり、この出
力Ｅｏよりガス濃度Ｃが求まることになる。なお、検出
素子６を保持する保持体７の部分の温度Ｔ２を一定とな
るよう制御する等して一定温度としておいても同等の効
果が得られる。また、放射源３の温度Ｔ１、容器Ｔ３の
温度が変動する場合、同様にして測定手段９で、補正、
校正をすればよい。
力Ｅｏよりガス濃度Ｃが求まることになる。なお、検出
素子６を保持する保持体７の部分の温度Ｔ２を一定とな
るよう制御する等して一定温度としておいても同等の効
果が得られる。また、放射源３の温度Ｔ１、容器Ｔ３の
温度が変動する場合、同様にして測定手段９で、補正、
校正をすればよい。
【００１４】このように、図において点線で光路例を示
すように容器１内で十分な多重反射がくり返されるので
光路長が多くなり、小型であっても十分な感度が得られ
る。
すように容器１内で十分な多重反射がくり返されるので
光路長が多くなり、小型であっても十分な感度が得られ
る。
【００１５】また、放射源３と窓２１との間にある程度
の大きさのしゃへい板３０を設けることにより、放射源
３から直接、検出素子５に放射源３の放射エネルギーが
入射することが防止され、多重反射効果が高まる。
の大きさのしゃへい板３０を設けることにより、放射源
３から直接、検出素子５に放射源３の放射エネルギーが
入射することが防止され、多重反射効果が高まる。
【００１６】図２は、この発明の他の一実施例を示す構
成説明図で、多成分のガスを測定する場合、１個の面ヒ
ータ等の放射源３に複数の容器１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ
を設け、それぞれにガスの種類に応じた波長の光を透過
するフィルタを設けた検出素子６Ａ、６Ｂ、…を設け、
上記演算を行ってガス毎の濃度の測定ができる。なお、
他の構成要素は図１と同様なので、省略し、要部のみ示
した。
成説明図で、多成分のガスを測定する場合、１個の面ヒ
ータ等の放射源３に複数の容器１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ
を設け、それぞれにガスの種類に応じた波長の光を透過
するフィルタを設けた検出素子６Ａ、６Ｂ、…を設け、
上記演算を行ってガス毎の濃度の測定ができる。なお、
他の構成要素は図１と同様なので、省略し、要部のみ示
した。
【００１７】図３は、この発明の他の一実施例をを示す
構成説明図で、図１において、容器１の形状を中央を大
径とし、両端で小径とされた二重円錐とし、放射源３か
らの放射エネルギーの多重反射効果を高めて検出素子６
に入射させるようにして小型、高感度化を図っている。
なお、多重反射を高める形状であれば、容器１の断面形
状は、曲線状、その他黒体炉と同様などのようなもので
もよい。
構成説明図で、図１において、容器１の形状を中央を大
径とし、両端で小径とされた二重円錐とし、放射源３か
らの放射エネルギーの多重反射効果を高めて検出素子６
に入射させるようにして小型、高感度化を図っている。
なお、多重反射を高める形状であれば、容器１の断面形
状は、曲線状、その他黒体炉と同様などのようなもので
もよい。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、検出素
子に、放射源からの放射エネルギーを直接または容器の
内面で多重反射させて入射させるようにしているので、
光路長を長くとれ、小型、高感度にガス濃度測定ができ
る。また、面ヒータ等の放射源を用いれば、多成分ガス
の測定は容易に可能で、また、容器の形状は中央を大径
とする等にすれば、いっそう多重反射効果は高まり、高
感度化が図れる。
子に、放射源からの放射エネルギーを直接または容器の
内面で多重反射させて入射させるようにしているので、
光路長を長くとれ、小型、高感度にガス濃度測定ができ
る。また、面ヒータ等の放射源を用いれば、多成分ガス
の測定は容易に可能で、また、容器の形状は中央を大径
とする等にすれば、いっそう多重反射効果は高まり、高
感度化が図れる。
【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図３】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 容器 ２１、２２ 窓 ３ 放射源 ４、４０、８ 温度センサ ５ フィルタ ６、６Ａ、６Ｂ 検出素子 ７ 保持体 ９ 測定手段 １０ チョッパ １１ 導入口 １２ 排出口 ３０ しゃへい板
Claims (1)
- 【請求項１】測定ガスが供給される容器と、この容器の
一方の窓からその内部に放射エネルギーを放射する放射
源と、前記容器の他方の窓を介し前記容器内を反射しま
たは透過した前記放射源からの放射エネルギーを検出す
る検出素子と、この検出素子の出力からガス濃度を測定
する測定手段とを備えたことを特徴とするガス濃度測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2852493A JPH06222003A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | ガス濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2852493A JPH06222003A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | ガス濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222003A true JPH06222003A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12251060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2852493A Pending JPH06222003A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | ガス濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06222003A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921390A1 (fr) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Oldham France S.A. | Procédé de détermination de la concentration d'un gaz dans un mélange gazeux et dispositif d'analyse pour la mise en oeuvre d'un tel procédé |
| EP1398617A1 (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-17 | Delphi Technologies, Inc. | Exhaust gas sensor |
| JP2007333567A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Riken Keiki Co Ltd | 多重反射型セルおよび赤外線式ガス検知器 |
| JP2010060485A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Yazaki Corp | 気体セル、気体サンプル室、及び、濃度測定装置 |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP2852493A patent/JPH06222003A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921390A1 (fr) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Oldham France S.A. | Procédé de détermination de la concentration d'un gaz dans un mélange gazeux et dispositif d'analyse pour la mise en oeuvre d'un tel procédé |
| FR2772127A1 (fr) * | 1997-12-05 | 1999-06-11 | Oldham France Sa | Procede de determination de la concentration d'un gaz dans un melange gazeux et dispositif d'analyse pour la mise en oeuvre d'un tel procede |
| US6218666B1 (en) | 1997-12-05 | 2001-04-17 | Oldham France S.A. | Method of determining the concentration of a gas in a gas mixture and analyzer for implementing such a method |
| EP1398617A1 (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-17 | Delphi Technologies, Inc. | Exhaust gas sensor |
| JP2007333567A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Riken Keiki Co Ltd | 多重反射型セルおよび赤外線式ガス検知器 |
| JP2010060485A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Yazaki Corp | 気体セル、気体サンプル室、及び、濃度測定装置 |
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