JPH0626843Y2 - ガス濃度測定装置 - Google Patents

ガス濃度測定装置

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JPH0626843Y2
JPH0626843Y2 JP1988162912U JP16291288U JPH0626843Y2 JP H0626843 Y2 JPH0626843 Y2 JP H0626843Y2 JP 1988162912 U JP1988162912 U JP 1988162912U JP 16291288 U JP16291288 U JP 16291288U JP H0626843 Y2 JPH0626843 Y2 JP H0626843Y2
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JP
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light
gas
gas concentration
beam splitter
measurement
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JP1988162912U
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文彦 山口
義夫 草葉
武一 近藤
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案はダクト中又は平面上のガス濃度を光吸収スペク
トル方式により測定するガス濃度測定装置に関するもの
である。
[従来の技術] ガス濃度を非接触で分析して測定する方式としては、従
来より種々のものが提案されているが、これらはいずれ
もランベルト−ベール(Lambert-Beer)の法則を利用し
た赤外線吸収スペクトル方式がほとんどである。このラ
ンベルト−ベールの法則は、「溶液層の長さが一定のと
きは、溶液の吸光度はその溶液層の濃度とともに増大す
る」ないし、「濃度の一定な溶液では溶液の吸光度は溶
液層の長さとともに増大する」というものである。上記
のように非接触でガス濃度を分析する方式は、上記ラン
ベルト−ベールの法則を利用して、ガス中に流された光
の強さを測定することによりガス濃度を知ろうとする方
式であり、 I=I10−αCL の式において、I、α、Lを予め測定しておき、Iを
測定することによりガス濃度Cを求めようとするもので
ある。一般には、 I=I10αCLと変形した第5図に示される斜線部分の面積 を求めることにより濃度Cは求められている。
但し、I:測定ガスに吸収された後の光強度 I:標準ガス基準光強度 I′:測定ガス基準光強度 α:吸収計数 L:測定長さ C:ガス濃度 V:波長 である。
ところが、被測定ガス中にダストが含まれている場合、
測定ガスの基準光強度I′は、第6図に示す如くであ
り、第7図に示す標準ガスの基準光強度Iに比して小
さくなるので、 として第5図の斜線部分の面積を求めるという従来の方
式では、正確なガス濃度を測定することはできない。
そこで、最近、ダクト中のガス濃度を光吸収スペクトル
方式で測定する場合に、第8図に示す如く、発光源aか
ら発振されたレーザ光を分光器bで調整した後、測定し
ようとするダクトc中のガスに通すと光と標準ガスダク
トd中の標準ガスに通す光とにビームスプリッタeにて
分け、該ビームスプリッタeで反射された光を標準ガス
に通した後、第1検出器fに導いて標準ガスの基準光強
度を求め、一方、ビームスピリッタeを通過させた光を
測定しようとするガスに通した後、コーナキューブgで
反射させてダクトc内を戻し、第2検出器hに導いて測
定ガスの基準光強度を求めるようにし、上記求められた
標準ガスの基準光強度I′と測定ガスの基準光強度I
′とから として計算し、測定ガス中にダストが含まれている場合
の正確なガス濃度を測定するようにしたものが考えら
れ、本出願人により出願されている。iはシャッタ、
j,kはミラーである(実願昭63-47723号)。
又、ダクトc中のガスの濃度を測定する場合、ダクトc
中に多数の光が通されるが、この場合にダクトの一側に
複数個の発光源を配設して各パスごとにガス濃度を測定
できるようにすることは、高価な発光源を多数用いるこ
とになって実際的ではなく、そのため、第9図に示す如
く、ダクトcの一側に、複数個のビームスプリッタeと
発光側ミラーlを設置すると共に、該各ビームスプリッ
タeとミラーlの設置位置の近くにそれぞれ受光側ミラ
ーmを回動自在に設置し、又、ダクトcの反対側には、
上記ビームスプリッタe及びミラーlに対応させて複数
個のコーナキューブgを設置し、1つの発光源aから出
された光を各ビームスプリッタeとミラーlで反射させ
てダクトc内を通過させた後、コーナキューブgで反射
させてダクトc内を平行に戻し、任意の受光側ミラーm
で反射させて検出器h′に導くようにする構成のものが
考えられている。
[考案が解決しようとする課題] ところが、第9図に示す如くダクトcを横切るように通
される多数のパスによりダクトc内の任意の個所におけ
るガス濃度を測定するようにしたものでは、各パスの光
がダクトc内で平行光となるようにしてあるため、ダク
トcの一側に複数個のビームスプリッタeや受光側ミラ
ーmを用意する必要があり、装置が複雑になると共に、
コスト高になる、という問題がある。
そこで、本考案は、1つの発光源により多数のパスを実
現してガス濃度を測定するようにした構成において、装
置の単純化とコスト低減を図るようにしようとするもの
である。
[課題を解決するための手段] 本考案は、上記課題を解決するために、発光源から出さ
れた光を測定ガスの波長のものに調整する分光器と、上
記分光器を通過した光を反射させたり通過させたりする
ビームスプリッタと、該ビームスプリッタで反射されて
標準ガスダクトの標準ガス中に流された光を受光して標
準ガスの基準光強度を求める第1検出器と、多数の受光
点を有する測定部と、該測定部に設置してあって上記ビ
ームスプリッタを通過した光を各受光点に向けて発する
ようにするため発光点を回転させるようにするか又は回
転できあるいは回転と移動ができるミラーを備えた光源
部と、上記測定部の各受光点ごとに配置された複数本の
光ファイバと、該いずれかの光ファイバに集光された光
をレンズを介し受光して測定ガスの基準光強度を求める
第2検出器と、上記両検出器からの信号により測定ガス
のガス濃度を求めて発光源や光源部へ指令を発するよう
にする計算機と、を備えた構成とする。又、上記ビーム
スプリッタから光源部へは光ファイバで光を送るように
する。
[作用] ビームスプリッタで反射された光は標準ガスを通過させ
られた後に第1検出器で受光されて標準ガスの基準光強
度が求められる。一方、ビームスプリッタを通過した光
は、光ファイバにより測定部の光源部へ伝達され、該光
源部から多数の受光点へ送られる光の強度が第2検出器
で求められる。このようにして標準ガスと測定ガスの各
光強度が求められると、これから測定ガスの濃度が求め
られる。測定部の受光点に入る光の向きが異なると、光
の強度は異なるが、吸収量は変化しないので、ガス濃度
の測定上問題になることはない。
[実施例] 以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。
第1図は本考案の一実施例を示すもので、測定部に設置
した光源部を回転させて測定面のガス濃度を測定するよ
うにしたものを示す。1は発光源、2は発光源1からの
光が図示しないレンズで平行光にされて来たものを反射
させたり通過させたりするビームスプリッタ、3は光を
測定ガスに応じた波長のものに調整する分光器、4はビ
ームスプリッタ2で反射された光を標準ガスダクト5内
に通すように反射させるミラー、6は標準ガスダクト5
を通過した光を受けて標準ガスの基準光強度を求める第
1検出器、7はビームスプリッタ2を通過した光を測定
部8の光源部9へ送る光ファイバ、10は測定部8の測定
面に沿い図示しないレンズを介し光が伝達されるように
配した複数本の光ファイバ、11は上記複数本の光ファイ
バ10からの光により測定ガスの基準光強度を求める第2
検出器、12は上記複数本の光ファイバ10から第2検出器
11へ光を伝達させるレンズ、13は上記両検出器6と11で
求められる標準ガスと測定ガスの各基準光強度から測定
ガスのガス濃度を求めると共に、発光源1や光源部9へ
指令を送り、光源部9の発光点9aを回転させる指令を与
えるようにしてある計算機である。
発光源1からの光は、分光器3で測定ガスに応じた波長
のものに調整された後、ビームスプリッタ2で反射させ
られるものと、通過させられるものに分けられる。ビー
ムスプリッタ2で反射された光は、ミラー4で反射され
て標準ガスダクト5内の標準ガスに通された後に第1検
出器6に受光され、該第1検出器6で標準ガスの光強度
が求められる。一方、上記ビームスプリッタ2を通過し
た光は、光ファイバ7にて光源部9まで伝送される。光
源部9は発光点9aが回転できるので、測定しようとする
個所に光を向けるよう逐次回転させ、光を順次別々の光
ファイバ10に伝達させるようにする。各光ファイバ10の
受光点には、図示してないがレンズが設置されて、レン
ズを介して光ファイバ10に集光させられるようにしてあ
る。いずれかの光ファイバ10に集光された光は、該光フ
ァイバ10からレンズ12を介して第2検出器11に受光さ
れ、当該光ファイバ10の受光点における測定面の測定ガ
スの光強度が求められる。この際、発光点から出された
光は各光ファイバ10の受光点では斜めに入射されるとこ
ろもあり、受光するときの光の向きにより各々受光点で
光の強度は異なるが、吸収量はガス濃度の対数に比例す
るので光の向きにより変化せず、面積法、微分法とも採
用できるため、測定上は何等問題はない。上記両検出器
6と11で求められた光強度から測定ガスのガス濃度が各
測定面ごとに計算機13にて求められる。
第2図は本考案の他の実施例を示すもので、前記実施例
における光源部9の発光点9aを回転させることに代え、
回転式ミラー14を設置し、回転式ミラー14を回転させる
ことにより多数の受光点に光を反射させて送るようにし
たものである。
この方式によっても測定面のガス濃度を測定できる。
又、第3図は本考案の更に他の実施例を示すもので、第
2図に示す回転式ミラー14を任意に位置が変えられるよ
うにし、該ミラー14の位置を変えて且つミラー14を回転
させるようにしたものである。
第3図の実施例によれば、回転式ミラー14の位置を測定
部8の一側で任意に変えることにより発光点を任意の位
置に移動できると共に、任意の位置に置かれる回転式ミ
ラー14を回転させて多数の受光点に光を受けさせること
ができるので、測定面のガス濃度分布を測定することが
できる。
第4図は本考案の更に他の実施例を示すもので、受光側
に複数本の光ファイバ10を配して各測定面ごとに1本宛
の光ファイバ10により光を伝達するようにした方式に代
え、測定面の各受光点に反射鏡15をそれぞれ配し、光源
部9からの光が反射鏡15で反射されて光源部9側に戻さ
れるようにしたものである。
この実施例によれば、複数本の光ファイバ10を使用しな
いで済む利点がある。
[考案の効果] 以上述べた如く、本考案のガス濃度測定装置によれば、
測定部に設けた1つの発光点又はミラーを回転させて多
数の受光点にパスさせるようにすると共に、測定部の各
受光点ごとに配置された複数本の光ファイバのうちのい
ずれかの光ファイバに集光された光をレンズを介して第
2検出器に受光して、測定ガスの基準光強度を求めるよ
うにして、発光点を多数設けることなく多数パスによる
測定面のガス濃度が測定できるようにしてあるので、装
置の単純化とコスト低減を図ることができる、という優
れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示す概略図、第2図乃至第
4図はいずれも本考案の他の実施例を示す概略図、第5
図はガス濃度を求める式を変形して示した図、第6図は
ガス中にダストが含まれているときの光強度をダストを
含まないときの光強度と比較して示す図、第7図はダス
トを含まない標準ガスの場合の光強度を示す図、第8図
は最近考えられているダクト内のガス濃度測定方式の概
略図、第9図は多数パスでガス濃度測定を行う例を示す
概略図である。 1……発光源、2……ビームスプリッタ、3……分光
器、6……第1検出器、7……光ファイバ、8……測定
部、9……光源部、10……光ファイバ、11……第2検出
器、12……レンズ、13……計算機、14……回転式ミラ
ー、15……反射鏡。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−263447(JP,A) 特開 昭52−113785(JP,A) 特開 昭56−64645(JP,A) 実開 昭58−60256(JP,U) 実開 昭62−201047(JP,U)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光源から出された光を測定ガスの波長の
    ものに調整する分光器と、該分光器を通過した光を反射
    させたり通過させたりするビームスプリッタと、該ビー
    ムスプリッタで反射されて標準ガスダクト中に流された
    光を受光して標準ガスの基準光強度を求める第1検出器
    と、多数の受光点を有する測定部と、該測定部に設置し
    てあって上記ビームスプリッタを通過した光を上記各受
    光点に向けて発するようにするため発光点を回転できる
    ようにするか又は回転ができ、あるいは回転と移動がで
    きるようしたミラーを備えた光源部と、上記測定部の各
    受光点ごとに配置された複数本の光ファイバと、該いず
    れかの光ファイバに集光された光をレンズを介し受光し
    て測定ガスの基準光強度を求める第2検出器と、上記両
    検出器からの信号により測定ガスのガス濃度を求めて発
    光源や光源部へ指令を発するようにする計算機と、を備
    えてなることを特徴とするガス濃度測定装置。
JP1988162912U 1988-12-15 1988-12-15 ガス濃度測定装置 Expired - Lifetime JPH0626843Y2 (ja)

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JPH0283454U JPH0283454U (ja) 1990-06-28
JPH0626843Y2 true JPH0626843Y2 (ja) 1994-07-20

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KR20220163113A (ko) * 2021-06-02 2022-12-09 한국생산기술연구원 레이저 흡수 분광 분석 장치

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