JPH0736052U - ガス分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源光量をより有効に利用し、高感度で分析
を行うことができるガス分析計を提供すること。 【構成】 光源部１とセル８と光検出器１７とをこの順
で直列配置してなるガス分析計において、前記光源部１
は、ブロック体２の内部に回転楕円形の空間３が形成さ
れ、その第１焦点位置６に光源５が設けられてなり、前
記セル８は、その内部空間１１が回転楕円形で、かつ、
その第１焦点位置１３が光源部１の回転楕円形内部空間
３の第２焦点位置７と一致するように設けられてなり、
前記光検出器１７を、セル８の回転楕円形内部空間１１
の第２焦点位置１４近傍に設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、赤外線または紫外線をセルに入射して、サンプルガス中に含まれ る成分を分析するガス分析計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

前記ガス分析計においては、一般に、サンプルガスが供給されるセルに対して 光源から入射する光量が多いほど検出感度がよく、高精度に分析が行われる。そ こで、従来においては、図２または図３に示すようにして、セルへの入射光量を 多くし、検出感度を上げるようにしていた。

【０００３】 図２は、従来の赤外線ガス分析計を示し、図において、２１はサンプルガスＳ が供給される例えばステンレス鋼などの金属よりなる筒状のセルで、その内面は 鏡面仕上げされている。２２，２３はセル２１の両端を閉鎖するセル窓、２４， ２５はサンプルガスＳの導入口、導出口である。

【０００４】 ２６は一方のセル窓２２に対向して配置される光源部で、アルミニウムなどの 金属よりなるブロック体２７の内部に回転楕円形の空間２８が形成され、この内 部空間２８の第１焦点位置２８ａに赤外光源２９が設けられ、第２焦点位置２８ ｂがセル窓２２よりややセル２１内側に位置するように設けられている。

【０００５】 ３０は他方のセル窓２３に対向して設けられる固体検出器よりなる光検出器、 ３１はこの光検出器３０の受光面側に設けられる光学フィルタで、例えば特定波 長領域の光を通過させる多層膜干渉フィルタよりなる。３２は光学フィルタ３１ とセル窓２３との間に設けられる回転チョッパ、３３はこの回転チョッパ３２を 駆動するモータ、３４は前置増幅器である。

【０００６】 また、図３は、光源部３５として、ブロック体３６の内部に回転放物形の空間 ３７を形成し、この空間の焦点位置３７ａに赤外光源３８を設けたもので、他の 構成は、図２に示したものと同じである。なお、図２および図３に示したガス分 析計は、例えば本願出願人に係る特願昭６０−２９０２５８号（特開昭６２−１ ４８８３４号）に開示されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記図２、図３に示すように構成しても、セル２１を通過した 光３９，４０の一部分しか光検出器３０に入射させることができず、ガス分析計 の感度向上には限界があった。

【０００８】 この考案は、上述の事柄に留意してなされたもので、光源光量をより有効に利 用し、高感度で分析を行うことができるガス分析計を提供することを目的として いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案は、光源部とセルと光検出器とをこの順で 直列配置してなるガス分析計において、前記光源部は、ブロック体の内部に回転 楕円形の空間が形成され、その第１焦点位置に光源が設けられてなり、前記セル は、その内部空間が回転楕円形で、かつ、その第１焦点位置が光源部の回転楕円 形内部空間の第２焦点位置と一致するように設けられてなり、前記光検出器を、 セルの回転楕円形内部空間の第２焦点位置近傍に設けている。

【００１０】

【作用】

光源部の反射面が回転楕円形であり、この回転楕円形の一方の焦点位置に光源 を設け、他方の焦点位置が、内部空間が回転楕円形に形成されたセルの一方の焦 点と重なり合い、さらに、このセル空間の他の焦点位置近傍に光検出器を設けて いるので、光源を出た光は必ずセル内を通過した後、光検出器に入射する。した がって、光源からの光を効率よく利用でき、光源光量をより有効に利用できるの で、高感度分析が可能となる。

【００１１】

【実施例】

図１は、この考案を適用した赤外線ガス分析計の一例を示し、所謂シングルビ ーム・シングルセルタイプの赤外線ガス分析計を示す。図１において、１は光源 部で、例えばアルミニウムなどの金属よりなるブロック体２の内部に回転楕円形 の空間３が形成されている。この空間３は、一方が開口するとともに、空間３を 囲む壁面（反射面）４は、その断面形状が楕円形に形成され、鏡面仕上げされて いる。５は赤外光源で、楕円空間３の一方の焦点位置（第１焦点）６に位置して いる。７は楕円空間３の他方の焦点位置（第２焦点）を示している。

【００１２】 ８は前記光源ブロック体２の開口側に隣接して設けられる筒状のセルで、その 両端部は赤外線透過性材料よりなるセル窓９，１０によって閉鎖されている。そ して、このセル８の空間１１が回転楕円形となるように、セル窓９，１０間の壁 面１２はその断面形状が楕円形に形成されるとともに、鏡面仕上げされている。 この楕円空間１１の一方の（光源側の）焦点位置（第１焦点）１３は、前記光源 部１の楕円空間３の第２焦点７と同じ位置にある。つまり、光源部１の楕円空間 ３とセル８の楕円空間１１は、一つの焦点７（１３）を共有するように設けられ ている。そして、この実施例においては、この焦点７（１３）は光源側の第１セ ル窓９に位置している。１４は楕円空間１１の他方の焦点位置（第２焦点）を示 している。なお、１５，１６はサンプルガスＳの導入口、導出口である。

【００１３】 １７は光源５から遠い位置にある第２セル窓１０に対向し、その受光面１７ａ が前記セル８の楕円空間１１の第２焦点位置１４に位置するように設けられる光 検出器で、例えばパイロセンサ、サーモパイルセンサ、半導体センサなどの固体 検出器よりなる。１８はこの光検出器１７の受光面１７ａ側に設けられる光学フ ィルタで、例えば特定波長領域の光を通過させる多層膜干渉フィルタよりなる。 １９は第２セル窓１０と光検出器１７との間に設けられる回転チョッパで、モー タ１９ａによって駆動される。２０は光検出器１７の出力側に設けられる前置増 幅器で、その出力は図示してない信号処理部に入力される。

【００１４】 上述のように構成された赤外線ガス分析計においては、赤外光源５が楕円空間 ３の第１焦点６に設けられているので、この赤外光源５によって発せられる光の うち発散光は、反射面４において反射し、その反射光は第２焦点位置７、つまり 、セル８の楕円空間１１の第１焦点位置１３に向かって進む。そして、この焦点 位置７（１３）を出た光は、セル８の内部に入射し、その内周面１２において反 射された後、楕円空間１１の第１焦点位置１４の近傍に位置する光検出器１７に 入射する。

【００１５】 上記説明から理解されるように、セル８および光検出器１７には、光源５から 直進して入射する直射光に加えて前記反射光が入射されるため、セル８および光 検出器１７への入射光量は著しく増加し、それだけ検出感度が高められて高精度 の測定が可能となるのである。

【００１６】 この考案は、上述の実施例に限られるものではなく、光源部１とセル８とを分 離し、これらの間に回転チョッパ１９を設けてもよい。また、セル８として焦点 を共有する複数の回転楕円体を外に直列に接続した形状としてもよい。そして、 この考案を紫外線ガス分析計に適用できることはいうまでもない。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、光検出器に入射する光量が増加する ので、高感度の測定が可能となる。そして、従来と同等の感度のガス分析計を構 成した場合、光源の出力を低くでき、消費電力を低減できる。また、セルの口径 をより小さくすることができるので、ガス分析計がコンパクト化できるとともに 、ガスの置換速度が速くなり、高速応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係るガス分析計を概略的
に示す図である。

【図２】従来のガス分析計を概略的に示す図である。

【図３】従来のガス分析計を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１…光源部、２…ブロック体、３…光源部の内部空間、
６…光源部の第１焦点位置、７…光源部の第２焦点位
置、８…セル、１１…セルの内部空間、１３…セルの第
１焦点位置、１４…セルの第２焦点位置、１７…光検出
器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源部とセルと光検出器とをこの順で直
   列配置してなるガス分析計において、前記光源部は、ブ
   ロック体の内部に回転楕円形の空間が形成され、その第
   １焦点位置に光源が設けられてなり、前記セルは、その
   内部空間が回転楕円形で、かつ、その第１焦点位置が光
   源部の回転楕円形内部空間の第２焦点位置と一致するよ
   うに設けられてなり、前記光検出器を、セルの回転楕円
   形内部空間の第２焦点位置近傍に設けたことを特徴とす
   るガス分析計。