JPH0763682A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
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- JPH0763682A JPH0763682A JP5209229A JP20922993A JPH0763682A JP H0763682 A JPH0763682 A JP H0763682A JP 5209229 A JP5209229 A JP 5209229A JP 20922993 A JP20922993 A JP 20922993A JP H0763682 A JPH0763682 A JP H0763682A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セル、赤外線光源および検出器がそれぞれ１
つですみ、検出器の特性のばらつき、セルの汚れ、赤外
線光源の経時変化などの影響を受けない赤外線分析計を
提供する。 【構成】 赤外線分析計は、基準ガスと試料ガスが流さ
れる１つのセル１、基準ガスと試料ガスを切り替えてセ
ル１に流すためのガス切り替え装置２、セル１内に赤外
線を照射するための赤外線光源３、セル１内を通過した
赤外線を受ける検出器４、およびセル１に基準ガスが流
されたときの検出器４の出力とセル１に試料ガスが流さ
れたときの検出器４の出力を処理することにより試料ガ
ス中の特定成分ガスの濃度を求める処理装置５を備えて
いる。
つですみ、検出器の特性のばらつき、セルの汚れ、赤外
線光源の経時変化などの影響を受けない赤外線分析計を
提供する。 【構成】 赤外線分析計は、基準ガスと試料ガスが流さ
れる１つのセル１、基準ガスと試料ガスを切り替えてセ
ル１に流すためのガス切り替え装置２、セル１内に赤外
線を照射するための赤外線光源３、セル１内を通過した
赤外線を受ける検出器４、およびセル１に基準ガスが流
されたときの検出器４の出力とセル１に試料ガスが流さ
れたときの検出器４の出力を処理することにより試料ガ
ス中の特定成分ガスの濃度を求める処理装置５を備えて
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、赤外線ガス分析計に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】赤外線ガス分析計として、たとえば特公
昭５９−２８８５５号公報などに示されているような非
分散型赤外線ガス分析計が知られている。
昭５９−２８８５５号公報などに示されているような非
分散型赤外線ガス分析計が知られている。
【０００３】この分析計は、測定の基準となる基準ガス
が流される基準セル、測定の対象である試料ガスが流さ
れる試料セル、基準セル内に赤外線を照射する基準側赤
外線光源、試料セル内に赤外線を照射する試料側赤外線
光源、基準セル内を通過した赤外線を受ける基準側検出
器、試料セル内を通過した赤外線を受ける試料側検出
器、および基準側検出器の出力と試料側検出器の出力の
差に基づいて試料ガス中の特定成分ガスの濃度（以下単
にガス濃度という）を求める処理装置を備えている。
が流される基準セル、測定の対象である試料ガスが流さ
れる試料セル、基準セル内に赤外線を照射する基準側赤
外線光源、試料セル内に赤外線を照射する試料側赤外線
光源、基準セル内を通過した赤外線を受ける基準側検出
器、試料セル内を通過した赤外線を受ける試料側検出
器、および基準側検出器の出力と試料側検出器の出力の
差に基づいて試料ガス中の特定成分ガスの濃度（以下単
にガス濃度という）を求める処理装置を備えている。
【０００４】この分析計では、測定に先立ち、基準ガス
とガス濃度が予めわかっている複数種類の校正ガスを使
用して、２つの検出器の出力差とガス濃度との関係を表
わす検量線が作成される。基準ガスには、赤外線分析の
場合、赤外線吸収のないガス（不活性ガス）たとえば窒
素ガスが使用される。なお、赤外線分析の場合、一般
に、基準ガスはゼロガス（測定してガス濃度が０になる
ガス）と同じになる。検量線は、２つのセルに基準ガス
を流したときの２つの検出器の出力差（通常はほぼ０に
なる）を濃度０に対してプロットするとともに、基準セ
ルに基準ガスを流すとともに試料セルに各校正ガスを流
したときの２つの検出器の出力差を各校正ガスのガス濃
度に対してプロットすることにより、作成される。そし
て、このようにして作成された検量線上の多数の点につ
いて、２つの検出器の出力差とガス濃度との関係が求め
られ、これらがマイコン（マイクロコンピュータ）など
の記憶装置のルックアップテーブルなどに記憶される。
とガス濃度が予めわかっている複数種類の校正ガスを使
用して、２つの検出器の出力差とガス濃度との関係を表
わす検量線が作成される。基準ガスには、赤外線分析の
場合、赤外線吸収のないガス（不活性ガス）たとえば窒
素ガスが使用される。なお、赤外線分析の場合、一般
に、基準ガスはゼロガス（測定してガス濃度が０になる
ガス）と同じになる。検量線は、２つのセルに基準ガス
を流したときの２つの検出器の出力差（通常はほぼ０に
なる）を濃度０に対してプロットするとともに、基準セ
ルに基準ガスを流すとともに試料セルに各校正ガスを流
したときの２つの検出器の出力差を各校正ガスのガス濃
度に対してプロットすることにより、作成される。そし
て、このようにして作成された検量線上の多数の点につ
いて、２つの検出器の出力差とガス濃度との関係が求め
られ、これらがマイコン（マイクロコンピュータ）など
の記憶装置のルックアップテーブルなどに記憶される。
【０００５】測定時には、基準セルに基準ガスが流され
るとともに、試料セルに試料ガスが流され、２つの検出
器の出力差が測定される。そして、この出力差から、上
記のようにルックアップテーブルなどに記憶されている
関係を使用して、ガス濃度が求められる。
るとともに、試料セルに試料ガスが流され、２つの検出
器の出力差が測定される。そして、この出力差から、上
記のようにルックアップテーブルなどに記憶されている
関係を使用して、ガス濃度が求められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の赤
外線分析計では、セル、赤外線光源および検出器がそれ
ぞれ２つずつ必要である。そして、２つの検出器の出力
差に基づいてガス濃度を求めているので、検出器の特性
のばらつき、セルの汚れ、赤外線光源の経時変化などの
影響を受けて、測定値に誤差が生じるという問題があ
る。
外線分析計では、セル、赤外線光源および検出器がそれ
ぞれ２つずつ必要である。そして、２つの検出器の出力
差に基づいてガス濃度を求めているので、検出器の特性
のばらつき、セルの汚れ、赤外線光源の経時変化などの
影響を受けて、測定値に誤差が生じるという問題があ
る。
【０００７】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
セル、赤外線光源および検出器がそれぞれ１つですみ、
検出器の特性のばらつき、セルの汚れ、赤外線光源の経
時変化などの影響を受けない赤外線分析計を提供するこ
とにある。
セル、赤外線光源および検出器がそれぞれ１つですみ、
検出器の特性のばらつき、セルの汚れ、赤外線光源の経
時変化などの影響を受けない赤外線分析計を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明による赤外線分
析計は、基準ガスと試料ガスが流される１つのセル、基
準ガスと試料ガスを切り替えて前記セルに流すためのガ
ス切り替え装置、前記セル内に赤外線を照射するための
赤外線光源、前記セル内を通過した赤外線を受ける検出
器、および前記セルに基準ガスが流されたときの前記検
出器の出力と前記セルに試料ガスが流されたときの前記
検出器の出力を処理することにより試料ガス中の特定成
分ガスの濃度を求める処理装置を備えているものであ
る。
析計は、基準ガスと試料ガスが流される１つのセル、基
準ガスと試料ガスを切り替えて前記セルに流すためのガ
ス切り替え装置、前記セル内に赤外線を照射するための
赤外線光源、前記セル内を通過した赤外線を受ける検出
器、および前記セルに基準ガスが流されたときの前記検
出器の出力と前記セルに試料ガスが流されたときの前記
検出器の出力を処理することにより試料ガス中の特定成
分ガスの濃度を求める処理装置を備えているものであ
る。
【０００９】たとえば、前記ガス切り替え装置が、前記
セルに基準ガスを流した後に試料ガスを流し、前記処理
装置が、前記検出器の出力を増幅して出力するゲイン調
整可能な増幅回路を備え、前記セルに基準ガスが流され
たときに、前記検出器の出力を所定の基準電圧値まで増
幅するように前記増幅回路のゲインを調整し、前記セル
に試料ガスが流されたときに、前記増幅回路の出力に基
づいて試料ガス中の特定成分ガスの濃度を求めるもので
ある。
セルに基準ガスを流した後に試料ガスを流し、前記処理
装置が、前記検出器の出力を増幅して出力するゲイン調
整可能な増幅回路を備え、前記セルに基準ガスが流され
たときに、前記検出器の出力を所定の基準電圧値まで増
幅するように前記増幅回路のゲインを調整し、前記セル
に試料ガスが流されたときに、前記増幅回路の出力に基
づいて試料ガス中の特定成分ガスの濃度を求めるもので
ある。
【００１０】
【作用】セルに試料ガスが流されたときの検出器の出力
とセルに基準ガスが流されたとき（赤外線の吸収が０の
とき）の検出器の出力との比は、試料ガス中の特定成分
ガスが赤外線を吸収することによる赤外線の減衰率を表
わしており、これはガス濃度と対応している。すなわ
ち、ガス濃度が一定であれば、減衰率も一定である。し
たがって、セルに基準ガスが流されたときの検出器の出
力とセルに試料ガスが流されたときの検出器の出力を処
理することにより、セル、赤外線光源および検出器をそ
れぞれ１つずつ使用して、ガス濃度が求められる。そし
て、セル、赤外線光源および検出器をそれぞれ１つずつ
使用するだけでよいから、検出器の特性のばらつき、セ
ルの汚れ、赤外線光源の経時変化などの影響を受けるこ
とがない。
とセルに基準ガスが流されたとき（赤外線の吸収が０の
とき）の検出器の出力との比は、試料ガス中の特定成分
ガスが赤外線を吸収することによる赤外線の減衰率を表
わしており、これはガス濃度と対応している。すなわ
ち、ガス濃度が一定であれば、減衰率も一定である。し
たがって、セルに基準ガスが流されたときの検出器の出
力とセルに試料ガスが流されたときの検出器の出力を処
理することにより、セル、赤外線光源および検出器をそ
れぞれ１つずつ使用して、ガス濃度が求められる。そし
て、セル、赤外線光源および検出器をそれぞれ１つずつ
使用するだけでよいから、検出器の特性のばらつき、セ
ルの汚れ、赤外線光源の経時変化などの影響を受けるこ
とがない。
【００１１】セルに基準ガスが流されたときに、検出器
の出力を所定の基準電圧値まで増幅するように増幅回路
のゲインが調整されれば、赤外線の吸収が０のときの増
幅回路の出力が常に一定の基準電圧値になり、セルに試
料ガスが流されたときの増幅回路の出力が赤外線の吸収
率に対応するようになる。したがって、セルに試料ガス
が流されたときの増幅回路の出力がガス濃度と一義的に
対応するようになり、このときの増幅回路の出力から直
接ガス濃度が求められる。さらに、セルに基準ガスが流
されたときの増幅回路の出力が常に一定の基準電圧値に
なるため、セルの汚れ、赤外線光源の経時変化などの影
響を受けることがなく、また、増幅回路の後のＡＤ変換
回路などの電子回路が常時フルレンジで使用され、一定
の高精度が確保される。
の出力を所定の基準電圧値まで増幅するように増幅回路
のゲインが調整されれば、赤外線の吸収が０のときの増
幅回路の出力が常に一定の基準電圧値になり、セルに試
料ガスが流されたときの増幅回路の出力が赤外線の吸収
率に対応するようになる。したがって、セルに試料ガス
が流されたときの増幅回路の出力がガス濃度と一義的に
対応するようになり、このときの増幅回路の出力から直
接ガス濃度が求められる。さらに、セルに基準ガスが流
されたときの増幅回路の出力が常に一定の基準電圧値に
なるため、セルの汚れ、赤外線光源の経時変化などの影
響を受けることがなく、また、増幅回路の後のＡＤ変換
回路などの電子回路が常時フルレンジで使用され、一定
の高精度が確保される。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１３】図１は、赤外線ガス分析計の概略構成の１
例を示している。
例を示している。
【００１４】この分析計は、セル(1) 、ガス切り替え装
置(2) 、赤外線光源(3) 、検出器(4) および処理装置
(5) を備えている。
置(2) 、赤外線光源(3) 、検出器(4) および処理装置
(5) を備えている。
【００１５】セル(1) は、基準ガスと試料ガスが流され
るものであり、ガス入口(1a)およびガス出口(1b)を備え
ている。切り替え装置(2) は、セル(1) に流す基準ガス
と試料ガスを切り替えるためのものであり、切り替え弁
(6) を備えている。弁(6) の２つの入口ポートに基準ガ
ス供給管(7) および試料ガス供給管(8) がそれぞれ接続
され、弁(6) の出口ポートとセル(1) のガス入口(1a)と
の間がガス供給管(9)により接続されている。また、セ
ル(1) のガス出口(1b)に、ガス排出管(10)が接続されて
いる。
るものであり、ガス入口(1a)およびガス出口(1b)を備え
ている。切り替え装置(2) は、セル(1) に流す基準ガス
と試料ガスを切り替えるためのものであり、切り替え弁
(6) を備えている。弁(6) の２つの入口ポートに基準ガ
ス供給管(7) および試料ガス供給管(8) がそれぞれ接続
され、弁(6) の出口ポートとセル(1) のガス入口(1a)と
の間がガス供給管(9)により接続されている。また、セ
ル(1) のガス出口(1b)に、ガス排出管(10)が接続されて
いる。
【００１６】弁(6) が基準ガス側に切り替えられると、
基準ガスがセル(1) 内を流れて、排出管(10)から排出さ
れる。弁(6) が試料ガス側に切り替えられると、試料ガ
スがセル(1) 内を流れて、排出管(10)から排出される。
基準ガスがセル(1) 内を流れて、排出管(10)から排出さ
れる。弁(6) が試料ガス側に切り替えられると、試料ガ
スがセル(1) 内を流れて、排出管(10)から排出される。
【００１７】光源(3) は、セル(1) 内に赤外線を照射す
るためのものである。検出器(4) は、光源(3) から出て
セル(1) 内を通過した赤外線を受けるものである。
るためのものである。検出器(4) は、光源(3) から出て
セル(1) 内を通過した赤外線を受けるものである。
【００１８】処理装置(5) は、セル(1) に基準ガスが流
されたときの検出器(4) の出力とセル(1) に試料ガスが
流されたときの検出器(4) の出力を処理することによっ
て試料ガスのガス濃度を求めるためのものであり、前置
増幅回路(11)、ピークホールド回路(12)、増幅回路(1
3)、ＡＤ変換回路(14)、マイコン(15)およびデコーダ(1
6)を備えている。
されたときの検出器(4) の出力とセル(1) に試料ガスが
流されたときの検出器(4) の出力を処理することによっ
て試料ガスのガス濃度を求めるためのものであり、前置
増幅回路(11)、ピークホールド回路(12)、増幅回路(1
3)、ＡＤ変換回路(14)、マイコン(15)およびデコーダ(1
6)を備えている。
【００１９】検出器(4) の出力は前置増幅回路(11)で増
幅されて、ピークホールド回路(12)に入力する。図示は
省略したが、光源(3) とセル(1) との間に回転セクタが
設けられており、このため、ピークホールド回路(12)に
入力する検出器(4) の出力は一定周期の交流信号とな
る。そして、この交流信号のピーク値が、ピークホール
ド回路(12)によりホールドされ、ピークホールド回路(1
2)の出力が検出器出力として増幅回路(13)に入力し、さ
らに増幅回路(13)の出力がＡＤ変換回路(14)を経てマイ
コン(15)に入力する。後に詳しく説明するように、マイ
コン(15)は、ＡＤ変換回路(14)の出力すなわち増幅回路
(13)の出力に基づいて、試料ガスのガス濃度を求める。
また、マイコン(15)はデコーダ(16)にゲイン調整信号を
出力し、デコーダ(16)はこのゲイン調整信号に基づいて
増幅回路(13)のゲインを調整する。
幅されて、ピークホールド回路(12)に入力する。図示は
省略したが、光源(3) とセル(1) との間に回転セクタが
設けられており、このため、ピークホールド回路(12)に
入力する検出器(4) の出力は一定周期の交流信号とな
る。そして、この交流信号のピーク値が、ピークホール
ド回路(12)によりホールドされ、ピークホールド回路(1
2)の出力が検出器出力として増幅回路(13)に入力し、さ
らに増幅回路(13)の出力がＡＤ変換回路(14)を経てマイ
コン(15)に入力する。後に詳しく説明するように、マイ
コン(15)は、ＡＤ変換回路(14)の出力すなわち増幅回路
(13)の出力に基づいて、試料ガスのガス濃度を求める。
また、マイコン(15)はデコーダ(16)にゲイン調整信号を
出力し、デコーダ(16)はこのゲイン調整信号に基づいて
増幅回路(13)のゲインを調整する。
【００２０】増幅回路(13)は、演算増幅器(16)、固定抵
抗(17)、ゲイン調整回路(18)および切り替え回路(19)を
備えている。切り替え回路(19)は、基準側端子(20a) と
試料側端子(20b) に切り替えられるアナログスイッチ(2
0)より構成されている。ゲイン調整回路(18)は、抵抗群
(21)、およびアナログスイッチ(20)の試料側端子(20b)
と抵抗群(21)の所要箇所との間に接続されてデコーダ(1
6)の出力により個別にオン・オフ制御される複数のスイ
ッチング素子(22)を備えている。アナログスイッチ(20)
が基準側端子(20a) に切り替えられている状態において
は、増幅回路(13)は電圧フォロアとして動作し、ピーク
ホールド回路(12)からの検出器出力と等しい信号が演算
増幅器(16)からＡＤ変換回路(14)に出力される。アナロ
グスイッチ(20)が試料側端子(20b) に切り替えられてい
る状態においては、増幅回路(13)は非反転増幅器として
動作し、ピークホールド回路(12)からの検出器出力が増
幅されて演算増幅器(16)からＡＤ変換回路(14)に出力さ
れる。このときの増幅回路(13)のゲインは、固定抵抗(1
7)の抵抗値をＲ、ゲイン調整回路(18)の全体抵抗値をＲ
f とすると、（１＋Ｒf ／Ｒ）となる。そして、上記の
ようにデコーダ(16)でスイッチング素子(22)を個別にオ
ン・オフ制御することにより、ゲイン調整回路(18)の全
体抵抗値Ｒf が変えられ、その結果、増幅回路(13)のゲ
インが変えられる。
抗(17)、ゲイン調整回路(18)および切り替え回路(19)を
備えている。切り替え回路(19)は、基準側端子(20a) と
試料側端子(20b) に切り替えられるアナログスイッチ(2
0)より構成されている。ゲイン調整回路(18)は、抵抗群
(21)、およびアナログスイッチ(20)の試料側端子(20b)
と抵抗群(21)の所要箇所との間に接続されてデコーダ(1
6)の出力により個別にオン・オフ制御される複数のスイ
ッチング素子(22)を備えている。アナログスイッチ(20)
が基準側端子(20a) に切り替えられている状態において
は、増幅回路(13)は電圧フォロアとして動作し、ピーク
ホールド回路(12)からの検出器出力と等しい信号が演算
増幅器(16)からＡＤ変換回路(14)に出力される。アナロ
グスイッチ(20)が試料側端子(20b) に切り替えられてい
る状態においては、増幅回路(13)は非反転増幅器として
動作し、ピークホールド回路(12)からの検出器出力が増
幅されて演算増幅器(16)からＡＤ変換回路(14)に出力さ
れる。このときの増幅回路(13)のゲインは、固定抵抗(1
7)の抵抗値をＲ、ゲイン調整回路(18)の全体抵抗値をＲ
f とすると、（１＋Ｒf ／Ｒ）となる。そして、上記の
ようにデコーダ(16)でスイッチング素子(22)を個別にオ
ン・オフ制御することにより、ゲイン調整回路(18)の全
体抵抗値Ｒf が変えられ、その結果、増幅回路(13)のゲ
インが変えられる。
【００２１】この分析計では、測定に先立ち、次のよう
にして検量線が作成される。
にして検量線が作成される。
【００２２】まず、従来と同様に、基準ガスと複数種類
の校正ガスを使用して、増幅回路(13)の出力とガス濃度
との関係を表わす検量線が作成される。このとき、アナ
ログスイッチ(20)は、いずれの側に切り替えられていて
もよい。上記のようにして作成された検量線を、仮の検
量線とする。次に、ガス濃度が０の基準ガスに対応する
増幅回路(13)の出力が一定の基準電圧値ＶREF となるよ
うに仮の検量線が補正されて、最終の検量線が作成され
る。基準電圧値ＶREF は、ＡＤ変換回路(14)がフルレン
ジで使用できるよう、ＡＤ変換回路(14)の入力電圧に合
わせて、たとえば５Ｖ、１０Ｖというような値に設定さ
れる。そして、この最終の検量線で表わされる増幅回路
(13)の出力とガス濃度との関係が、従来と同様にマイコ
ン(15)の記憶装置もしくは外部の記憶装置のルックアッ
プテーブルに記憶される。
の校正ガスを使用して、増幅回路(13)の出力とガス濃度
との関係を表わす検量線が作成される。このとき、アナ
ログスイッチ(20)は、いずれの側に切り替えられていて
もよい。上記のようにして作成された検量線を、仮の検
量線とする。次に、ガス濃度が０の基準ガスに対応する
増幅回路(13)の出力が一定の基準電圧値ＶREF となるよ
うに仮の検量線が補正されて、最終の検量線が作成され
る。基準電圧値ＶREF は、ＡＤ変換回路(14)がフルレン
ジで使用できるよう、ＡＤ変換回路(14)の入力電圧に合
わせて、たとえば５Ｖ、１０Ｖというような値に設定さ
れる。そして、この最終の検量線で表わされる増幅回路
(13)の出力とガス濃度との関係が、従来と同様にマイコ
ン(15)の記憶装置もしくは外部の記憶装置のルックアッ
プテーブルに記憶される。
【００２３】上記のようにして作成された最終の検量線
の１例が、図２に示されている。図２において、縦軸は
増幅回路(13)の出力、横軸はガス濃度を表わしており、
ガス濃度が０のときの増幅回路(13)の出力はＶREF で最
大であり、ガス濃度が高くなるにしたがって増幅回路(1
3)の出力は小さくなる。
の１例が、図２に示されている。図２において、縦軸は
増幅回路(13)の出力、横軸はガス濃度を表わしており、
ガス濃度が０のときの増幅回路(13)の出力はＶREF で最
大であり、ガス濃度が高くなるにしたがって増幅回路(1
3)の出力は小さくなる。
【００２４】なお、アナログスイッチ(20)を試料側端子
(20b) に切り替え、さらにセル(1)に基準ガスを流した
ときの増幅回路(13)の出力が基準電圧値ＶREF になるよ
うに増幅回路(13)のゲインを調整した状態で、仮の検量
線を作成することもできる。そうすれば、この仮の検量
線がそのまま最終の検量線となる。
(20b) に切り替え、さらにセル(1)に基準ガスを流した
ときの増幅回路(13)の出力が基準電圧値ＶREF になるよ
うに増幅回路(13)のゲインを調整した状態で、仮の検量
線を作成することもできる。そうすれば、この仮の検量
線がそのまま最終の検量線となる。
【００２５】試料ガスのガス濃度の測定を行う場合、ま
ず、セル(1) に基準ガスが流され、この後、セル(1) に
試料ガスが流される。セル(1) に基準ガスが流されてい
る間、アナログスイッチ(20)は基準側端子(20a) に切り
替えられており、ピークホールド回路(12)からの検出器
出力がそのままデジタル化されてマイコン(15)に入力す
る。マイコン(15)は、このときの検出器出力を基準電圧
値ＶREF まで増幅するのに必要な増幅回路(13)のゲイン
を演算により求める。セル(1) に基準ガスが流されたと
きの検出器出力すなわち基準ガスに対する検出器出力を
Ｖ0 とすると、上記のようにして求められたゲインは
（ＶREF ／Ｖ0 ）となる。次に、マイコン(15)は、基準
ガスに対する検出器出力Ｖ0 から、前記のゲイン（１＋
Ｒf ／Ｒ）が（ＶREF ／Ｖ0 ）となるようなＲf の値を
求め、ゲイン調整回路(18)の全体抵抗値Ｒf がこの値に
なるようなゲイン調整信号をデコーダ(16)に出力する。
これにより、基準ガスに対する検出器出力Ｖ0 を基準電
圧値ＶREF まで増幅するように、増幅回路(13)のゲイン
が調整される。次に、セル(1) に試料ガスが流されてい
る間、アナログスイッチ(20)は試料側端子(20b) に切り
替えられており、ピークホールド回路(12)からの検出器
出力が増幅回路(13)で増幅され、増幅回路(13)の出力が
デジタル化されてマイコン(15)に入力する。このときの
ピークホールド回路(12)からの検出器出力すなわち試料
ガスに対する検出器出力をＶp とすると、増幅回路(13)
の出力Ｖs は（Ｖp ・ＶREF ／Ｖ0 ）となる。そして、
マイコン(15)は、このときの増幅回路(13)の出力Ｖs か
ら、ルックアップテーブルを参照して、試料ガスのガス
濃度を求める。
ず、セル(1) に基準ガスが流され、この後、セル(1) に
試料ガスが流される。セル(1) に基準ガスが流されてい
る間、アナログスイッチ(20)は基準側端子(20a) に切り
替えられており、ピークホールド回路(12)からの検出器
出力がそのままデジタル化されてマイコン(15)に入力す
る。マイコン(15)は、このときの検出器出力を基準電圧
値ＶREF まで増幅するのに必要な増幅回路(13)のゲイン
を演算により求める。セル(1) に基準ガスが流されたと
きの検出器出力すなわち基準ガスに対する検出器出力を
Ｖ0 とすると、上記のようにして求められたゲインは
（ＶREF ／Ｖ0 ）となる。次に、マイコン(15)は、基準
ガスに対する検出器出力Ｖ0 から、前記のゲイン（１＋
Ｒf ／Ｒ）が（ＶREF ／Ｖ0 ）となるようなＲf の値を
求め、ゲイン調整回路(18)の全体抵抗値Ｒf がこの値に
なるようなゲイン調整信号をデコーダ(16)に出力する。
これにより、基準ガスに対する検出器出力Ｖ0 を基準電
圧値ＶREF まで増幅するように、増幅回路(13)のゲイン
が調整される。次に、セル(1) に試料ガスが流されてい
る間、アナログスイッチ(20)は試料側端子(20b) に切り
替えられており、ピークホールド回路(12)からの検出器
出力が増幅回路(13)で増幅され、増幅回路(13)の出力が
デジタル化されてマイコン(15)に入力する。このときの
ピークホールド回路(12)からの検出器出力すなわち試料
ガスに対する検出器出力をＶp とすると、増幅回路(13)
の出力Ｖs は（Ｖp ・ＶREF ／Ｖ0 ）となる。そして、
マイコン(15)は、このときの増幅回路(13)の出力Ｖs か
ら、ルックアップテーブルを参照して、試料ガスのガス
濃度を求める。
【００２６】セル(1) に試料ガスが流されたときの増幅
回路(13)の出力Ｖs と基準ガスが流されたときの増幅回
路(13)の出力（これは常にＶREF ）との比（Ｖs ／Ｖ
REF ）は、試料ガスによる赤外線の減衰率を表わしてい
る。赤外線分析計においては、前述のように、試料ガス
に対する赤外線の減衰率は試料ガスのガス濃度に対応し
ており、しかもＶREF は常に一定であるから、試料ガス
に対する増幅回路(13)の出力Ｖs が試料ガスによる赤外
線の減衰率に対応する。したがって、試料ガスに対する
増幅回路(13)の出力Ｖs が試料ガスのガス濃度と一義的
に対応する。この一義的な対応関係を表わしたものが最
終の検量線すなわちルックアップテーブルであり、この
テーブルを用いて、試料ガスに対する増幅回路(13)の出
力Ｖs からガス濃度が直接求められる。
回路(13)の出力Ｖs と基準ガスが流されたときの増幅回
路(13)の出力（これは常にＶREF ）との比（Ｖs ／Ｖ
REF ）は、試料ガスによる赤外線の減衰率を表わしてい
る。赤外線分析計においては、前述のように、試料ガス
に対する赤外線の減衰率は試料ガスのガス濃度に対応し
ており、しかもＶREF は常に一定であるから、試料ガス
に対する増幅回路(13)の出力Ｖs が試料ガスによる赤外
線の減衰率に対応する。したがって、試料ガスに対する
増幅回路(13)の出力Ｖs が試料ガスのガス濃度と一義的
に対応する。この一義的な対応関係を表わしたものが最
終の検量線すなわちルックアップテーブルであり、この
テーブルを用いて、試料ガスに対する増幅回路(13)の出
力Ｖs からガス濃度が直接求められる。
【００２７】図２より明らかなように、基準電圧値Ｖ
REF と増幅回路(13)の出力Ｖs の差（ＶREF −Ｖs ）
も、ガス濃度と一義的に対応する。したがって、増幅回
路(13)の後に上記差（ＶREF −Ｖs ）を演算する演算回
路を設け、この演算回路の出力からガス濃度を求めるよ
うにすることもできる。このようにすれば、ガス濃度が
０のときの演算回路の出力は０で最小であり、ガス濃度
が高くなるにしたがって演算回路の出力が大きくなる。
REF と増幅回路(13)の出力Ｖs の差（ＶREF −Ｖs ）
も、ガス濃度と一義的に対応する。したがって、増幅回
路(13)の後に上記差（ＶREF −Ｖs ）を演算する演算回
路を設け、この演算回路の出力からガス濃度を求めるよ
うにすることもできる。このようにすれば、ガス濃度が
０のときの演算回路の出力は０で最小であり、ガス濃度
が高くなるにしたがって演算回路の出力が大きくなる。
【００２８】赤外線ガス分析計の各部の構成は、上記実
施例のものに限らず、適宜変更可能である。
施例のものに限らず、適宜変更可能である。
【００２９】
【発明の効果】この発明の赤外線分析計によれば、上述
のように、セル、赤外線光源および検出器をそれぞれ１
つずつ使用するだけで、ガス濃度の測定ができ、したが
って、検出器の特性のばらつき、セルの汚れ、赤外線光
源の経時変化などの影響を受けることがなく、精度の高
い測定が可能である。
のように、セル、赤外線光源および検出器をそれぞれ１
つずつ使用するだけで、ガス濃度の測定ができ、したが
って、検出器の特性のばらつき、セルの汚れ、赤外線光
源の経時変化などの影響を受けることがなく、精度の高
い測定が可能である。
【００３０】ガス切り替え装置が、セルに基準ガスを流
した後に試料ガスを流し、処理装置が、検出器の出力を
増幅して出力するゲイン調整可能な増幅回路を備え、セ
ルに基準ガスが流されたときに、検出器の出力を所定の
基準電圧値まで増幅するように増幅回路のゲインを調整
し、セルに試料ガスが流されたときに、増幅回路の出力
に基づいて試料ガス中の特定成分ガスの濃度を求めるも
のであれば、増幅回路の出力から直接ガス濃度を求める
ことができ、また、セルの汚れ、赤外線光源の経時変化
などの影響を受けることがなく、しかも増幅回路の後の
電子回路が常時フルレンジで使用できるため、一定の高
精度を確保することができる。
した後に試料ガスを流し、処理装置が、検出器の出力を
増幅して出力するゲイン調整可能な増幅回路を備え、セ
ルに基準ガスが流されたときに、検出器の出力を所定の
基準電圧値まで増幅するように増幅回路のゲインを調整
し、セルに試料ガスが流されたときに、増幅回路の出力
に基づいて試料ガス中の特定成分ガスの濃度を求めるも
のであれば、増幅回路の出力から直接ガス濃度を求める
ことができ、また、セルの汚れ、赤外線光源の経時変化
などの影響を受けることがなく、しかも増幅回路の後の
電子回路が常時フルレンジで使用できるため、一定の高
精度を確保することができる。
【図１】この発明の実施例を示す赤外線分析計の概略構
成図である。
成図である。
【図２】増幅回路の出力とガス濃度との関係を表わすガ
ス検量線を示すグラフである。
ス検量線を示すグラフである。
(1) セル (1a) ガス入口 (1b) ガス出口 (2) ガス切り替え装置 (3) 赤外線光源 (4) 検出器 (5) 処理装置 (6) 切り替え弁 (7) 基準ガス供給管 (8) 試料ガス供給管 (9) ガス供給管 (10) ガス排出管 (13) 増幅回路 (18) ゲイン調整回路
Claims (2)
- 【請求項１】基準ガスと試料ガスが流される１つのセ
ル、基準ガスと試料ガスを切り替えて前記セルに流すた
めのガス切り替え装置、前記セル内に赤外線を照射する
ための赤外線光源、前記セル内を通過した赤外線を受け
る検出器、および前記セルに基準ガスが流されたときの
前記検出器の出力と前記セルに試料ガスが流されたとき
の前記検出器の出力を処理することにより試料ガス中の
特定成分ガスの濃度を求める処理装置を備えている赤外
線ガス分析計。 - 【請求項２】前記ガス切り替え装置が、前記セルに基準
ガスを流した後に試料ガスを流し、前記処理装置が、前
記検出器の出力を増幅して出力するゲイン調整可能な増
幅回路を備え、前記セルに基準ガスが流されたときに、
前記検出器の出力を所定の基準電圧値まで増幅するよう
に前記増幅回路のゲインを調整し、前記セルに試料ガス
が流されたときに、前記増幅回路の出力に基づいて試料
ガス中の特定成分ガスの濃度を求めるものである請求項
１の赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209229A JPH0763682A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209229A JPH0763682A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763682A true JPH0763682A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16569496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5209229A Withdrawn JPH0763682A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763682A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003501622A (ja) * | 1999-05-26 | 2003-01-14 | インスティテュート フューア ヒェモ− ウント ビオゼンゾリック ミュンスター アインゲトラーゲナー フェライン | ガスセンサ機構 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP5209229A patent/JPH0763682A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003501622A (ja) * | 1999-05-26 | 2003-01-14 | インスティテュート フューア ヒェモ− ウント ビオゼンゾリック ミュンスター アインゲトラーゲナー フェライン | ガスセンサ機構 |
| JP4643875B2 (ja) * | 1999-05-26 | 2011-03-02 | ガスビートル ゲーエムベーハー | ガスセンサ機構 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |