JPH0686063U - ゼロドリフト補償付偏位法ｎｄｉｒ形分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定中においてゼロドリフト補正がおこなわ
れるようにしたＮＤＩＲ形分析計を提供する。 【構成】 測定ガスに対して感度をもつ成分ガスを封入
した主検出器７と、測定ガスに対して感度を有しない成
分ガスまたは測定ガスの赤外吸収帯に近接した赤外吸収
帯を有しかつその測定ガスに対する感度が小さい成分ガ
スを封入した補償用検出器９とを光源１，２に対して直
列に配置し、かつ両検出器７，９からの出力信号を受信
して両検出値の差量を演算し、測定中においてゼロドリ
フト補償をおこなう補償演算回路13を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はゼロドリフト補償機能付の偏位法ＮＤＩＲ形分析計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

赤外線吸収を利用した非分散型赤外線分析計（Non Dispersive Infrared Anal yzer，以下ＮＤＩＲという）におけるゼロドリフトの発生原因は、光源出力の変 化、反射鏡の汚れ、ガスの発生等光源に起因するもの及びセル管や窓の汚れ等に 起因してサンプル側光路と比較側光路の赤外線光量に微少な差異が生じることに よるものであり、かつそのドリフト量は使用中、時間経過とともに変化すること が多い。

【０００３】 このようなゼロドリフトが測定値に反映されると大きな測定誤差となり、信頼 性を著しく低下させることとなる。そこで、定期的にゼロガスを導入してゼロド リフトの有無を調べ、ゼロボリュームでゼロ点調整をおこなうか、あるいは自動 校正をおこなうようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、前述したようなゼロドリフトの発生原因は、予期できないものもあり 、必ずしも経時的な変化を伴うものばかりとは限らないため、上述のような定期 的な補正のみでは、充分な補償がなされない場合もある。

【０００５】 本考案はこのような実情に鑑みてなされ、測定中においてゼロドリフト補正を おこなうようにしたＮＤＩＲ形分析計を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。 すなわち、測定ガスに対して感度をもつ成分ガスを封入した主検出器と、測定 ガスに対して感度を有しない成分ガスまたは測定ガスの赤外吸収帯に近接した赤 外吸収帯を有しかつその測定ガスに対する感度が小さい成分ガスを封入した補償 用検出器とを光源に対して直列に配置し、かつ両検出器からの出力信号を受信し て両検出値の差量を演算し、測定中においてゼロドリフト補償をおこなう補償演 算回路を設けたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】

補償演算回路によって、主検出器と補償用検出器の検出値の差量を演算し、測 定中においてもゼロドリフト補償をおこなうため、測定精度が安定に向上する。

【０００８】

【実施例】

以下に本考案のゼロドリフト補償付偏位法ＮＤＩＲ形分析計（以下分析計とい う）の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 図１は本考案の分析計の構成を示し、符号１，２は赤外照射光源、３は試料ガ スを導入するための試料セル、４は赤外線を吸収しないＮ₂ などの不活性ガスを 封入した比較セル、５は光チョッパ、６は干渉フィルタ、７は測定対象である測 定ガスに対して感度をもつ成分ガスを封入した主検出器、９は補償用検出器であ って、測定ガスの赤外吸収帯に近接した赤外吸収帯を有し、かつ測定ガスに対す る感度が小さい成分ガスが封入されており、両検出器７，９内にはコンデンサマ イクロフォン８，10が設けられ、それぞれ増幅器11，12を介して補償演算回路13 に接続されている。

【０００９】 その補償演算回路13では、両検出器７，９からの出力信号を受信して両検出値 の差量を演算し、測定中においてもゼロドリフト量を補正し、信頼性の高い測定 値を得られるようにしている。

【００１０】 より詳しく説明すると、上述の主検出器７に封入される成分ガス（この実施例 ではＣＯ₂ ）および補償用検出器９に封入される成分ガス（この実施例ではＣＯ ）の赤外吸収スペクトルの一例を、それぞれ図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示し 、また、干渉フィルタ６の透過スペクトルを図２（Ｃ）に示す。各図より明らか なように、主検出器７に封入されているＣＯ₂ ガスは波長 4.3ミクロン程度で、 また、補償用検出器９に封入されているＣＯガスでは波長 4.7ミクロン程度で、 それぞれ赤外吸収が最大となっていることから、補償用検出器９に封入された成 分ガスが、測定ガス（この例ではＣＯ₂ ）の赤外吸収帯に感度を持つ主検出器７ の成分ガスに近接した赤外吸収帯を有していることが判る。また、干渉フィルタ ６は、これら両方の赤外吸収帯のみをよく透過させる透過特性を有し、これによ り、測定成分の選択性の向上を図り、かつ両検出器７，９の検出感度の安定性が 確保される。

【００１１】 なお、前記実施例では、補償用検出器９に測定ガスの赤外吸収帯に近接した赤 外吸収帯を有しかつその測定ガスに対する感度が小さい成分ガスを封入したが、 これに代えて測定ガスに対して感度を有しない成分ガスを封入してもよい。また 、補償用検出器９に封入する成分ガスの選定にあたっては、補償用検出器９によ る測定ガスの検出感度が小さい程ゼロドリフトの補正感度を上げることができる ことから、干渉ガスによる妨害影響と異なり主検出器７に封入されている成分ガ スの赤外吸収帯と異なる方が好ましく、かつ試料ガスに含まれていない成分ガス を選択することが好ましい。

【００１２】 ゼロドリフト補正の方法について説明すると、赤外照射光源１，２や試料セル ３、比較セル４等に起因するドリフトは測定前にゼロ校正で修正されるが、測定 の開始とともに時間が経過するとドリフトが発生することがある。その時の主検 出器７と補償用検出器９の出力信号の状態を図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

【００１３】 図３（Ａ）には、ゼロガス及び校正用ガスで分析計を校正した場合の両検出器 ７，９の出力特性（実線は主検出器７、破線は補償用検出器９）を示す。そして 、セルの汚れ又は赤外照射光源１，２の光量の低下がある場合に、両検出器７， ９の信号出力を、図３（Ｂ）に示すように、出力Ｓ₃ で一致させ、感度合せをお こなう。このとき、後述のように、セルが汚れた状態を模擬的に仮定して、サン プル側の光源電圧のみ変化（低下）させ、精度よく感度合せをおこなうことが好 ましい。

【００１４】 測定使用中経時的にセルに汚れが発生した状態または光源電圧が低下した状態 下で試料ガスを測定した場合には、図３（Ｃ）に示すように、各検出器７，９の 出力はゼロドリフト分の信号出力Ｓ₆ にさらに測定ガスによる信号出力が上積み される結果、Ｓ₄ およびＳ₅ となる。

【００１５】 原理的には、両検出器７，９の信号のゼロ点、スパン感度、および光量差（低 下）による両検出器７，９の感度Ｓ₃ をデータとして設定入力しておき、ドリフ ト発生時の信号出力Ｓ₆ の値を演算により差し引くことによって信号出力Ｓ₄ − Ｓ₅ の値を求めることで、刻々変化する測定ガス成分の値をゼロドリフト補正を 加味して連続的に求めることができるのである。

【００１６】 ちなみに、セルの汚れ等によって光量が低下したときを想定した模擬ドリフト 状態としてサンプル側の光源電圧（定格５Ｖ）を変化させた場合には、図４に示 されるように、Ｐで示す本実施例の場合の方がＱで示す従来の場合よりもはるか に安定していることが判る。

【００１７】 また、ゼロドリフト量補正値の上昇をモニターし、分析計の試料セル３や比較 セル４、セル窓等の汚れの点検用のためにアラーム信号を送出する警報回路を補 償演算回路13内に設け、自己診断用としての機能を付与することもできる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のゼロドリフト補償付偏位法ＮＤＩＲ形分析計に よれば、主検出器と補償用検出器とを光源に対して直列に配置し、かつ補償演算 回路によって両検出器からの出力信号を受信して両検出値の差量を演算し、測定 中においてもゼロドリフト補償をおこなうようにしたので、測定精度を安定に維 持向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のゼロドリフト補償付偏位法ＮＤＩＲ形
分析計の一実施例を示す構成図である。

【図２】（Ａ）は主検出器に封入される成分ガスの例と
してのＣＯ₂ ガスの赤外吸収スペクトル、（Ｂ）は補償
用検出器に封入される成分ガスの例としてのＣＯガスの
赤外吸収スペクトル、（Ｃ）は干渉フィルタの赤外透過
スペクトルをそれぞれ示すグラフである。

【図３】（Ａ）はゼロガス及び校正用ガスで校正した場
合の主検出器及び補償用検出器の出力特性を示すグラ
フ、（Ｂ）は感度合せを説明するためのグラフ、（Ｃ）
は測定使用中にセルの汚れや光源電圧の低下があった場
合の両検出器の出力特性を示すグラフである。

【図４】模擬ドリフト状態における指示ドリフト量を従
来と比較して表わしたグラフである。

【符号の説明】

１，２…赤外照射光源、７…主検出器、９…補償用検出
器、13…補償演算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定ガスに対して感度をもつ成分ガスを
   封入した主検出器と、測定ガスに対して感度を有しない
   成分ガスまたは測定ガスの赤外吸収帯に近接した赤外吸
   収帯を有しかつその測定ガスに対する感度が小さい成分
   ガスを封入した補償用検出器とを光源に対して直列に配
   置し、かつ両検出器からの出力信号を受信して両検出値
   の差量を演算し、測定中においてゼロドリフト補償をお
   こなう補償演算回路を設けたことを特徴とするゼロドリ
   フト補償付偏位法ＮＤＩＲ形分析計。