JPH0743296A - 気体試料の濃度・温度同時計測方法 - Google Patents
気体試料の濃度・温度同時計測方法Info
- Publication number
- JPH0743296A JPH0743296A JP20272593A JP20272593A JPH0743296A JP H0743296 A JPH0743296 A JP H0743296A JP 20272593 A JP20272593 A JP 20272593A JP 20272593 A JP20272593 A JP 20272593A JP H0743296 A JPH0743296 A JP H0743296A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- wave number
- concentration
- gas sample
- filter member
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- Pending
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易かつ確実な測定原理で気体試料の濃度と
温度を同時に測定できる方法を提案する。 【構成】 気体試料２に赤外線光源１からの赤外光を照
射させ、その透過光を半透鏡３で２分し、一方の透過光
には高波数域を透過させるフィルタ部材４を、他方の透
過光には低波数域を透過させるフィルタ部材６をそれぞ
れ配置し、各フィルタ部材４，６を介した透過光の吸光
度をそれぞれ検出し、温度依存性の低い高波数域側で濃
度を求める一方、両者の吸光度の比率から温度を求め
る。
温度を同時に測定できる方法を提案する。 【構成】 気体試料２に赤外線光源１からの赤外光を照
射させ、その透過光を半透鏡３で２分し、一方の透過光
には高波数域を透過させるフィルタ部材４を、他方の透
過光には低波数域を透過させるフィルタ部材６をそれぞ
れ配置し、各フィルタ部材４，６を介した透過光の吸光
度をそれぞれ検出し、温度依存性の低い高波数域側で濃
度を求める一方、両者の吸光度の比率から温度を求め
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気体の温度と濃度とを光
学的に同時に計測する方法に関する。
学的に同時に計測する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】気体試料の温度と濃度とを同時に計測す
る装置の１つとして、例えば、コヒーレント反ストーク
スラマン分光（ＣＡＲＳ）法によるＣＡＲＳ分光装置が
従来より知られている。これは光源として尖頭出力の大
きなパルスレーザーが用いられ、通常、ＱスイッチＹＡ
Ｇレーザーの高周波が使用され、出力の一部を周波数ν
O の光として、残りを色素レーザー励起用として用い、
色素レーザーの周波数（νP ）を掃引して信号スペクト
ルを得、νO 光、νP 光はＢＯＸＣＡＲＳ型整合条件を
満たす方向から試料に入射し、生じたＣＡＲＳ光をピン
ホール、フィルター（または低分散分光器）を通して背
景光から分離して検出するものである。
る装置の１つとして、例えば、コヒーレント反ストーク
スラマン分光（ＣＡＲＳ）法によるＣＡＲＳ分光装置が
従来より知られている。これは光源として尖頭出力の大
きなパルスレーザーが用いられ、通常、ＱスイッチＹＡ
Ｇレーザーの高周波が使用され、出力の一部を周波数ν
O の光として、残りを色素レーザー励起用として用い、
色素レーザーの周波数（νP ）を掃引して信号スペクト
ルを得、νO 光、νP 光はＢＯＸＣＡＲＳ型整合条件を
満たす方向から試料に入射し、生じたＣＡＲＳ光をピン
ホール、フィルター（または低分散分光器）を通して背
景光から分離して検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のＣＡＲＳ分光装
置は、測定原理が難解で、構成が複雑で高価なものにな
るという難点があった。
置は、測定原理が難解で、構成が複雑で高価なものにな
るという難点があった。
【０００４】本発明はこのような実情に鑑みてなされ、
気体試料の濃度と温度を簡易かつ確実な測定原理で同時
に測定することのできる方法を提供することを目的とし
ている。
気体試料の濃度と温度を簡易かつ確実な測定原理で同時
に測定することのできる方法を提供することを目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、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、第１の発明では、気体試料に赤外光を照射させ、
その透過光の温度依存性の低い高波数域側で濃度を求め
る一方、その高波数域側と温度依存性の高い低波数域側
での吸光度の比率から温度を求めることを特徴としてい
る。
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、第１の発明では、気体試料に赤外光を照射させ、
その透過光の温度依存性の低い高波数域側で濃度を求め
る一方、その高波数域側と温度依存性の高い低波数域側
での吸光度の比率から温度を求めることを特徴としてい
る。
【０００６】また、第２の発明では、気体試料に赤外線
光源からの赤外光を照射させ、その透過光を半透鏡で２
分し、一方の透過光には高波数域を透過させるフィルタ
部材を、他方の透過光には低波数域を透過させるフィル
タ部材をそれぞれ配置し、各フィルタ部材を介した透過
光の吸光度をそれぞれ検出し、温度依存性の低い高波数
域側で濃度を求める一方、両者の吸光度の比率から温度
を求めることを特徴としている。
光源からの赤外光を照射させ、その透過光を半透鏡で２
分し、一方の透過光には高波数域を透過させるフィルタ
部材を、他方の透過光には低波数域を透過させるフィル
タ部材をそれぞれ配置し、各フィルタ部材を介した透過
光の吸光度をそれぞれ検出し、温度依存性の低い高波数
域側で濃度を求める一方、両者の吸光度の比率から温度
を求めることを特徴としている。
【０００７】
【作用】例えばメタンガスの吸光度は波数の高い領域は
温度依存性が低く、波数の低い領域では温度依存性が高
い。従って、メタンガスに赤外光を照射させてその透過
光の高波数域で濃度を求めることができ、かつその高波
数域と低波数域の２つの領域における吸光度の比率から
温度を求めることができる。
温度依存性が低く、波数の低い領域では温度依存性が高
い。従って、メタンガスに赤外光を照射させてその透過
光の高波数域で濃度を求めることができ、かつその高波
数域と低波数域の２つの領域における吸光度の比率から
温度を求めることができる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、気体試料の濃度と温度とを同時に
計測するための装置の構成図で、符号１は赤外照射光
源、２は例えば燃焼中のメタンガス等の測定対象となる
気体試料、３は半透鏡、４は低波数域のみを透過させる
第１バンドパスフィルタ（フィルタ部材）、５は第１バ
ンドパスフィルタ４を透過した光の吸収強度を検出する
第１ディテクタ、６は高波数域のみを透過させる第２バ
ンドパスフィルタ（フィルタ部材）、７は第２バンドパ
スフィルタ６を透過した光の吸収強度を検出する第２デ
ィテクタ、８は両ディテクタ５，７から送出される検出
信号を受け、気体試料２の濃度と温度とを同時に測定す
るための演算装置である。
に説明する。図１は、気体試料の濃度と温度とを同時に
計測するための装置の構成図で、符号１は赤外照射光
源、２は例えば燃焼中のメタンガス等の測定対象となる
気体試料、３は半透鏡、４は低波数域のみを透過させる
第１バンドパスフィルタ（フィルタ部材）、５は第１バ
ンドパスフィルタ４を透過した光の吸収強度を検出する
第１ディテクタ、６は高波数域のみを透過させる第２バ
ンドパスフィルタ（フィルタ部材）、７は第２バンドパ
スフィルタ６を透過した光の吸収強度を検出する第２デ
ィテクタ、８は両ディテクタ５，７から送出される検出
信号を受け、気体試料２の濃度と温度とを同時に測定す
るための演算装置である。
【０００９】その演算装置８はマイクロコンピュータ等
よりなり、図２に示すように、第１ディテクタ５からの
検出信号を受けて吸光度を演算するための第１吸光度演
算手段９と、その第１吸光度演算手段９で演算された吸
光度から濃度を演算するための濃度演算手段10と、第２
ディテクタ７からの検出信号を受け吸光度を演算するた
めの第２吸光度演算手段11と、その第２吸光度演算手段
11で演算された吸光度と、第１吸光度演算手段９で演算
された吸光度との比から温度を演算する温度演算手段12
とを有し、濃度と温度を簡易かつ確実な測定原理で同時
に計測して表示盤（図示省略）に表示できるようになっ
ている。
よりなり、図２に示すように、第１ディテクタ５からの
検出信号を受けて吸光度を演算するための第１吸光度演
算手段９と、その第１吸光度演算手段９で演算された吸
光度から濃度を演算するための濃度演算手段10と、第２
ディテクタ７からの検出信号を受け吸光度を演算するた
めの第２吸光度演算手段11と、その第２吸光度演算手段
11で演算された吸光度と、第１吸光度演算手段９で演算
された吸光度との比から温度を演算する温度演算手段12
とを有し、濃度と温度を簡易かつ確実な測定原理で同時
に計測して表示盤（図示省略）に表示できるようになっ
ている。
【００１０】より詳しく説明すると、メタンガスの吸収
スペクトルは、低波数域では、図３および図５に示すよ
うに、温度による変化、つまり温度依存性が大きい。一
方、高波数域では、図４および図６に示すように、温度
による変化が少なく安定している。
スペクトルは、低波数域では、図３および図５に示すよ
うに、温度による変化、つまり温度依存性が大きい。一
方、高波数域では、図４および図６に示すように、温度
による変化が少なく安定している。
【００１１】従って、温度依存性の低い高波数域で濃度
を信頼性よく求めることができる。一方、温度について
は、低波数域側と高波数域側の両方で同時に吸光度を検
出することができるため、その比を求めることにより、
予め設定記憶させておいたテーブルやマップ等から、そ
のときの温度を読み出すことができるのである。
を信頼性よく求めることができる。一方、温度について
は、低波数域側と高波数域側の両方で同時に吸光度を検
出することができるため、その比を求めることにより、
予め設定記憶させておいたテーブルやマップ等から、そ
のときの温度を読み出すことができるのである。
【００１２】図７はＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外線分析
装置）21を適用した例を示し、そのＦＴＩＲ21は、分析
部とその分析部からの出力であるインターフェログラム
を処理してスペクトル演算をおこなうデータ処理部（図
示省略）とよりなり、その分析部は赤外照射光源22と、
ビームスプリッタ23、固定ミラー24、可動ミラー25より
なる干渉機構と、半導体検出器等よりなる赤外線検出器
26よりなる。そして、図示は省略するが、そのＦＴＩＲ
21には可動ミラー25を例えばＸ−Ｙ方向に駆動するため
の駆動機構が設けてあり、かつそのデータ処理部には前
実施例に示した演算装置８が接続されており、同様に濃
度と温度とを同時に計測できるようになっている。
装置）21を適用した例を示し、そのＦＴＩＲ21は、分析
部とその分析部からの出力であるインターフェログラム
を処理してスペクトル演算をおこなうデータ処理部（図
示省略）とよりなり、その分析部は赤外照射光源22と、
ビームスプリッタ23、固定ミラー24、可動ミラー25より
なる干渉機構と、半導体検出器等よりなる赤外線検出器
26よりなる。そして、図示は省略するが、そのＦＴＩＲ
21には可動ミラー25を例えばＸ−Ｙ方向に駆動するため
の駆動機構が設けてあり、かつそのデータ処理部には前
実施例に示した演算装置８が接続されており、同様に濃
度と温度とを同時に計測できるようになっている。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、気体試料に赤外光を照射させ、その透過光の温度
依存性の低い高波数域側で濃度を求める一方、その高波
数域側と低波数域側での吸光度の比率から温度を求める
ので、例えばメタンガスなどの気体試料の濃度と温度と
を簡易かつ確実な方法で同時に測定することができる。
れば、気体試料に赤外光を照射させ、その透過光の温度
依存性の低い高波数域側で濃度を求める一方、その高波
数域側と低波数域側での吸光度の比率から温度を求める
ので、例えばメタンガスなどの気体試料の濃度と温度と
を簡易かつ確実な方法で同時に測定することができる。
【００１４】また、気体試料に赤外線光源からの赤外光
を照射させ、その透過光を半透鏡で２分し、一方の透過
光には高波数域を透過させるフィルタ部材を、他方の透
過光には低波数域を透過させるフィルタ部材をそれぞれ
配置し、各フィルタ部材を介した両透過光の吸光度を検
出し、温度依存性の低い高波数域側で濃度を求める一
方、両者の吸光度の比率から温度を求めるようにすれ
ば、安価な装置で簡易かつ確実に濃度と温度を同時に測
定することができる。
を照射させ、その透過光を半透鏡で２分し、一方の透過
光には高波数域を透過させるフィルタ部材を、他方の透
過光には低波数域を透過させるフィルタ部材をそれぞれ
配置し、各フィルタ部材を介した両透過光の吸光度を検
出し、温度依存性の低い高波数域側で濃度を求める一
方、両者の吸光度の比率から温度を求めるようにすれ
ば、安価な装置で簡易かつ確実に濃度と温度を同時に測
定することができる。
【図１】本発明の方法を実施するための装置の一実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】同演算装置の構成図である。
【図３】メタンの吸収スペクトルの温度変化（低波数
側）を示すグラフである。
側）を示すグラフである。
【図４】同（高波数側）を示すグラフである。
【図５】メタン吸収スペクトルの和の温度変化（低波数
側）を示すグラフである。
側）を示すグラフである。
【図６】メタン吸収スペクトルの和の温度変化（高波数
側）を示すグラフである。
側）を示すグラフである。
【図７】本発明の方法を実施するための装置の異なる実
施例を示す構成図である。
施例を示す構成図である。
１…赤外照射光源、２…気体試料、３…半透鏡、４，６
…フィルタ部材。
…フィルタ部材。
Claims (2)
- 【請求項１】 気体試料に赤外光を照射させ、その透過
光の温度依存性の低い高波数域側で濃度を求める一方、
その高波数域側と低波数域側での吸光度の比率から温度
を求めることを特徴とする気体試料の濃度・温度同時計
測方法。 - 【請求項２】 気体試料に赤外線光源からの赤外光を照
射させ、その透過光を半透鏡で２分し、一方の透過光に
は高波数域を透過させるフィルタ部材を、他方の透過光
には低波数域を透過させるフィルタ部材をそれぞれ配置
し、各フィルタ部材を介した透過光の吸光度をそれぞれ
検出し、温度依存性の低い高波数域側で濃度を求める一
方、両者の吸光度の比率から温度を求めることを特徴と
する気体試料の濃度・温度同時計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20272593A JPH0743296A (ja) | 1993-07-24 | 1993-07-24 | 気体試料の濃度・温度同時計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20272593A JPH0743296A (ja) | 1993-07-24 | 1993-07-24 | 気体試料の濃度・温度同時計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743296A true JPH0743296A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16462133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20272593A Pending JPH0743296A (ja) | 1993-07-24 | 1993-07-24 | 気体試料の濃度・温度同時計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743296A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023200A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Kurabo Ind Ltd | 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置 |
| WO2020066769A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社フジキン | 濃度測定方法 |
-
1993
- 1993-07-24 JP JP20272593A patent/JPH0743296A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023200A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Kurabo Ind Ltd | 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置 |
| WO2020066769A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社フジキン | 濃度測定方法 |
| KR20210027428A (ko) * | 2018-09-28 | 2021-03-10 | 가부시키가이샤 후지킨 | 농도 측정 방법 |
| JPWO2020066769A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2021-08-30 | 株式会社フジキン | 濃度測定方法 |
| US11460396B2 (en) | 2018-09-28 | 2022-10-04 | Fujikin Incorporated | Concentration measurement method |
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