JPH079397B2 - 流体分析方法 - Google Patents
流体分析方法Info
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- JPH079397B2 JPH079397B2 JP62314806A JP31480687A JPH079397B2 JP H079397 B2 JPH079397 B2 JP H079397B2 JP 62314806 A JP62314806 A JP 62314806A JP 31480687 A JP31480687 A JP 31480687A JP H079397 B2 JPH079397 B2 JP H079397B2
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- JP
- Japan
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- fluid
- detector
- signal
- sample
- analysis
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マルチ流体変調方式（これは本発明者らの名
付けた名称である）という従来になかった特異な手法を
採用することによって、ただ１個の検出器を用いるだけ
で、複数のサンプル流体を同時かつ連続的に分析するこ
とができる、全く新規な流体分析方法に関する。
付けた名称である）という従来になかった特異な手法を
採用することによって、ただ１個の検出器を用いるだけ
で、複数のサンプル流体を同時かつ連続的に分析するこ
とができる、全く新規な流体分析方法に関する。
例えば、サンプル流体の一例である大気中に含まれる自
動車排気ガスや工場排気ガスなどに含まれる測定対象成
分（NOx,HyCz、COxなど）の濃度を分析するような場合
における流体分析方法としては、従来から、ケミカルル
ミネッセンス検出器（CLD）を備えた分析計や、フレー
ムイオン検出器（FID）を備えた分析計や、コンデンサ
マイクロホン方式あるいはマイクロフロー方式などによ
るニューマティック型検出器や、サーモパイルあるいは
半導体などの固体検出器を備えた非分散型赤外線分析計
（NDIR）など、各種の検出器（センサー）を採用して成
る流体分析計を用いる方法が知られている。
動車排気ガスや工場排気ガスなどに含まれる測定対象成
分（NOx,HyCz、COxなど）の濃度を分析するような場合
における流体分析方法としては、従来から、ケミカルル
ミネッセンス検出器（CLD）を備えた分析計や、フレー
ムイオン検出器（FID）を備えた分析計や、コンデンサ
マイクロホン方式あるいはマイクロフロー方式などによ
るニューマティック型検出器や、サーモパイルあるいは
半導体などの固体検出器を備えた非分散型赤外線分析計
（NDIR）など、各種の検出器（センサー）を採用して成
る流体分析計を用いる方法が知られている。
ところで、前記のような流体分析を行うに際しては、例
えば、NOとNO2、あるいは、CH4とCH4以外のHC（以下、N
MHCという）、あるいは、COとCO2というように、サンプ
ル流体中の複数の測定対象成分の濃度を同時かつ連続的
に測定する必要があることが多いが、従来一般に用いら
れてきた流体分析方法によってそれを実現する場合、ど
うしても複数個の検出器が必要であった。
えば、NOとNO2、あるいは、CH4とCH4以外のHC（以下、N
MHCという）、あるいは、COとCO2というように、サンプ
ル流体中の複数の測定対象成分の濃度を同時かつ連続的
に測定する必要があることが多いが、従来一般に用いら
れてきた流体分析方法によってそれを実現する場合、ど
うしても複数個の検出器が必要であった。
すなわち、NOとNO2とを同時かつ連続的に測定する場合
には、サンプル流体を２つの測定系に分流し、一方の系
にはサンプルガス中のNO濃度をそれ単独で測定するため
の第1NO検出器を設け、他方の系にはサンプルガス中のN
O2をNOに変換する処理を施して生成された処理流体中の
全NO濃度を測定するための第2NO検出器を設ける、とい
うように２個のNO検出器が必要である（NO2濃度は第2NO
検出器による全NO濃度検出値と第1NO検出器によるNO単
独濃度検出値との差として得られ、この手法は差量法と
呼ばれている）。
には、サンプル流体を２つの測定系に分流し、一方の系
にはサンプルガス中のNO濃度をそれ単独で測定するため
の第1NO検出器を設け、他方の系にはサンプルガス中のN
O2をNOに変換する処理を施して生成された処理流体中の
全NO濃度を測定するための第2NO検出器を設ける、とい
うように２個のNO検出器が必要である（NO2濃度は第2NO
検出器による全NO濃度検出値と第1NO検出器によるNO単
独濃度検出値との差として得られ、この手法は差量法と
呼ばれている）。
そして、CH4とNMHCとを同時かつ連続的に測定する場合
には、サンプル流体を２つの測定系に分流し、一方の系
にはサンプル流体中の全HC濃度（THC）を測定するため
の第1HC検出器を設け、他方の系にはサンプル流体中のN
MHCを触媒燃焼させて除去する処理を施して生成された
処理ガス中のCH4濃度を測定するための第2HC検出器を設
ける、というように２個のHC検出器が必要である（この
場合も差量法を用いており、NMHCは第1HC検出器によるT
HC濃度検出値と第2HC検出器によるCH4濃度検出値との差
として得られる）。
には、サンプル流体を２つの測定系に分流し、一方の系
にはサンプル流体中の全HC濃度（THC）を測定するため
の第1HC検出器を設け、他方の系にはサンプル流体中のN
MHCを触媒燃焼させて除去する処理を施して生成された
処理ガス中のCH4濃度を測定するための第2HC検出器を設
ける、というように２個のHC検出器が必要である（この
場合も差量法を用いており、NMHCは第1HC検出器によるT
HC濃度検出値と第2HC検出器によるCH4濃度検出値との差
として得られる）。
また、サンプル流体中のCOとCO2とを同時かつ連続的に
測定する場合には、サンプル流体を２つの測定系に分流
し、一方の系にはCO検出器を設け他方の系にはCO2検出
器を設けるというように、CO検出器とCO2検出器の２個
の異なる検出器が必要である。
測定する場合には、サンプル流体を２つの測定系に分流
し、一方の系にはCO検出器を設け他方の系にはCO2検出
器を設けるというように、CO検出器とCO2検出器の２個
の異なる検出器が必要である。
さらに、上記のように同一のサンプル流体を複数の系に
分流することにより、そのサンプル流体中の複数の測定
対象成分を同時かつ連続的に分析する場合に限らず、複
数の異なるサンプル流体についてそれぞれの中に含まれ
る特定の測定対象成分を同時かつ連続的に分析する場合
にも、同様に複数の検出器を必要とすることが明らかで
ある。
分流することにより、そのサンプル流体中の複数の測定
対象成分を同時かつ連続的に分析する場合に限らず、複
数の異なるサンプル流体についてそれぞれの中に含まれ
る特定の測定対象成分を同時かつ連続的に分析する場合
にも、同様に複数の検出器を必要とすることが明らかで
ある。
しかしながら、上述のように、同一サンプル流体中の複
数の測定対象成分を同時かつ連続的に分析したり、ある
いは、複数の異なるサンプル流体についてそれぞれの中
に含まれる特定の測定対象成分を同時かつ連続的に分析
するに際して、前記従来方法のように複数個の検出器を
用いなければならないということは、 （ア）分析計が大型化すると共に製造コストが高くつ
く、 （イ）複数の検出器毎にゼロ・スパン調整などの調整を
必要とするので、測定に要する手間が大きく非常に面倒
である、 （ウ）各検出器の調整が十分で無く、複数の検出器の間
にゼロ調整誤差や感度差が存在する場合には、非常に大
きな測定誤差が生ずる、 などの問題がある。
数の測定対象成分を同時かつ連続的に分析したり、ある
いは、複数の異なるサンプル流体についてそれぞれの中
に含まれる特定の測定対象成分を同時かつ連続的に分析
するに際して、前記従来方法のように複数個の検出器を
用いなければならないということは、 （ア）分析計が大型化すると共に製造コストが高くつ
く、 （イ）複数の検出器毎にゼロ・スパン調整などの調整を
必要とするので、測定に要する手間が大きく非常に面倒
である、 （ウ）各検出器の調整が十分で無く、複数の検出器の間
にゼロ調整誤差や感度差が存在する場合には、非常に大
きな測定誤差が生ずる、 などの問題がある。
そこで、このような問題を避けるために、ただ１個の検
出器を備えた分析計を用いて、同一サンプル流体中の複
数の測定対象成分を交互に測定したり、あるいは、複数
の異なるサンプル流体を交互に測定するという、いわば
バッチ処理的な分析方法が考えられるが、その場合に
は、同時かつ連続的に測定を行えないために、測定デー
タが不連続になってしまうという欠点があり、特に、前
述した差量法を用いた分析を行う場合には、測定精度の
大きな劣化を招くおそれがある。
出器を備えた分析計を用いて、同一サンプル流体中の複
数の測定対象成分を交互に測定したり、あるいは、複数
の異なるサンプル流体を交互に測定するという、いわば
バッチ処理的な分析方法が考えられるが、その場合に
は、同時かつ連続的に測定を行えないために、測定デー
タが不連続になってしまうという欠点があり、特に、前
述した差量法を用いた分析を行う場合には、測定精度の
大きな劣化を招くおそれがある。
従って、単に検出器の個数を節約するためにのみ、この
ようなバッチ処理的分析方法を採用することは、流体分
析の本来の目的を大きく犠牲にすることになりかねず、
得策とはいえない。
ようなバッチ処理的分析方法を採用することは、流体分
析の本来の目的を大きく犠牲にすることになりかねず、
得策とはいえない。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的は、ただ１個の検出器を用いるだけで、複数のサン
プル流体を、同時かつ連続的に、しかも、精度良く分析
することができる流体分析方法を提供することにある。
目的は、ただ１個の検出器を用いるだけで、複数のサン
プル流体を、同時かつ連続的に、しかも、精度良く分析
することができる流体分析方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る流体分析方法
は、第１図の基本的概念図（クレーム対応図）に示すよ
うに、複数のサンプル流体のそれぞれS1,S2,…,Sn（こ
れは、もともと異なるものであっても、あるいは、単一
のサンプル流体を複数の系に分流したものであってもよ
い）を、比較流体R1,R2,…,Rnにより互いに異なる周波
数F1,F2,…,Fnで変調し、この変調された各サンプル流
体S1,S2,…,Snを、ただ一個の検出器Ｄを有する分析部
Ａに対して同時かつ連続的に供給し、前記検出器Ｄから
の出力信号Ｏを、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに対
する各変調周波数F1,F2,…,Fnの信号測定対象成分O1,O
2,…,Onに分離し、この分離された各信号測定対象成分O
1,O2,…,Onのそれぞれを、整流および平滑処理すること
により、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに関する分析
値を得るようにした点に特徴がある。
は、第１図の基本的概念図（クレーム対応図）に示すよ
うに、複数のサンプル流体のそれぞれS1,S2,…,Sn（こ
れは、もともと異なるものであっても、あるいは、単一
のサンプル流体を複数の系に分流したものであってもよ
い）を、比較流体R1,R2,…,Rnにより互いに異なる周波
数F1,F2,…,Fnで変調し、この変調された各サンプル流
体S1,S2,…,Snを、ただ一個の検出器Ｄを有する分析部
Ａに対して同時かつ連続的に供給し、前記検出器Ｄから
の出力信号Ｏを、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに対
する各変調周波数F1,F2,…,Fnの信号測定対象成分O1,O
2,…,Onに分離し、この分離された各信号測定対象成分O
1,O2,…,Onのそれぞれを、整流および平滑処理すること
により、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに関する分析
値を得るようにした点に特徴がある。
上記本発明に係る流体分析方法は、冒頭にも述べたよう
に、マルチ流体変調方式によるものであるが、このマル
チ流体変調方式の概要について説明する。
に、マルチ流体変調方式によるものであるが、このマル
チ流体変調方式の概要について説明する。
まず、本発明方法の理論の基礎となったものとして、ク
ロスモジュレーション方式のガス分析方法がある。この
ガス分析方法は、本願出願人に係る特公昭56−48822号
公報に詳しく説明されているように、サンプル流体と測
定対象成分を含まない比較流体とを、例えばロータリー
バルブのような流体変調手段を介して交互に分析部に導
入する方式で、このロータリーバルブでのガス切換えは
通常1Hz程度の周期で行われる。
ロスモジュレーション方式のガス分析方法がある。この
ガス分析方法は、本願出願人に係る特公昭56−48822号
公報に詳しく説明されているように、サンプル流体と測
定対象成分を含まない比較流体とを、例えばロータリー
バルブのような流体変調手段を介して交互に分析部に導
入する方式で、このロータリーバルブでのガス切換えは
通常1Hz程度の周期で行われる。
サンプル流体中に測定対象成分を含んでいる場合は、第
２図（イ）に示すように、検出器からはその濃度に応じ
た信号が出力される。すなわち、1Hzでサンプル流体と
比較流体とを切り換えた場合、1Hzの交流信号が得ら
れ、さらにこの信号を整流することにより、測定対象成
分の濃度に対応した直流信号が得られる。一方、サンプ
ル流体中に測定対象成分を含んでいない場合は、同図
（ロ）に示すように、交流信号はゼロとなる。
２図（イ）に示すように、検出器からはその濃度に応じ
た信号が出力される。すなわち、1Hzでサンプル流体と
比較流体とを切り換えた場合、1Hzの交流信号が得ら
れ、さらにこの信号を整流することにより、測定対象成
分の濃度に対応した直流信号が得られる。一方、サンプ
ル流体中に測定対象成分を含んでいない場合は、同図
（ロ）に示すように、交流信号はゼロとなる。
このように、クロスモジュレーション方式は、サンプル
流体と比較流体との物理量（吸収、発光、電流など）の
サンプル流体だけを交流信号として取り出し、それ以外
の直流成分の信号は除外されるために、検出器の感度に
ドリフトがあっても結果的にはドリフトのない非常に安
定した信号が得られ、クロスモジュレーション方式が原
理的にドリフトフリーといわれる所以である。
流体と比較流体との物理量（吸収、発光、電流など）の
サンプル流体だけを交流信号として取り出し、それ以外
の直流成分の信号は除外されるために、検出器の感度に
ドリフトがあっても結果的にはドリフトのない非常に安
定した信号が得られ、クロスモジュレーション方式が原
理的にドリフトフリーといわれる所以である。
デュアルクロスモジュレーション方式は、２個の測定対
象成分を測定する場合、それぞれの測定対象成分を異な
った周波数（例えば1Hz、2Hz）で切り換えてただ１つの
検出器を備えた分析部に導入する。従って、前記検出器
から得られる信号は、前記周波数が重畳したところの単
一の信号が得られる。このような信号を周波数分離し、
それぞれを整流すると、２個の測定成分に対応した信号
が同時に得られ、しかも、ゼロドリフトフリーの特徴も
維持することができる。
象成分を測定する場合、それぞれの測定対象成分を異な
った周波数（例えば1Hz、2Hz）で切り換えてただ１つの
検出器を備えた分析部に導入する。従って、前記検出器
から得られる信号は、前記周波数が重畳したところの単
一の信号が得られる。このような信号を周波数分離し、
それぞれを整流すると、２個の測定成分に対応した信号
が同時に得られ、しかも、ゼロドリフトフリーの特徴も
維持することができる。
これをさらに詳しく説明すると、第３図に示すように、
ただ一つの検出器Ｄを有する分析部に対して、２つのロ
ータリーバルブRV1,RV2を接続し、一方のロータリーバ
ルブRV1においては、第１サンプル流体S1が比較流体R1
によって1Hzで変調され、他方のロータリーバルブRV2に
おいては、第２サンプル流体S2が比較流体R2によって2H
zで変調されるようにし、これらの流体を前記分析部に
供給する。
ただ一つの検出器Ｄを有する分析部に対して、２つのロ
ータリーバルブRV1,RV2を接続し、一方のロータリーバ
ルブRV1においては、第１サンプル流体S1が比較流体R1
によって1Hzで変調され、他方のロータリーバルブRV2に
おいては、第２サンプル流体S2が比較流体R2によって2H
zで変調されるようにし、これらの流体を前記分析部に
供給する。
このとき、前記検出器Ｄから出力される信号Ｏの波形を
スペクトルアナライザーによって観察すると、第４図
（ハ）に示すように、同図（イ）に示した1Hzの信号
と、同図（ロ）に示した2Hzの信号とが重なり合った歪
んだ波形をしている。このような波形をした検出器出力
Ｏを、第３図に示すような互いに並列的な２つの系から
なる信号処理部において処理するのである。すなわち、
この図において、２はプリアンプ、6a,6bはプリアンプ
２の出力側に互いに並列的に接続される1Hz、2Hzのバン
ドパスフィルター、7a,7bはバンドパスフィルター6a,6b
の出力側にそれぞれ接続される同期検波整流回路、8a,8
bは同期検波整流回路7a,7bの出力側にそれぞれ接続され
る平滑回路としてのローパスフィルターである。
スペクトルアナライザーによって観察すると、第４図
（ハ）に示すように、同図（イ）に示した1Hzの信号
と、同図（ロ）に示した2Hzの信号とが重なり合った歪
んだ波形をしている。このような波形をした検出器出力
Ｏを、第３図に示すような互いに並列的な２つの系から
なる信号処理部において処理するのである。すなわち、
この図において、２はプリアンプ、6a,6bはプリアンプ
２の出力側に互いに並列的に接続される1Hz、2Hzのバン
ドパスフィルター、7a,7bはバンドパスフィルター6a,6b
の出力側にそれぞれ接続される同期検波整流回路、8a,8
bは同期検波整流回路7a,7bの出力側にそれぞれ接続され
る平滑回路としてのローパスフィルターである。
この構成によれば、第４図（ハ）に示した信号を、プリ
アンプ２を経てバンドパスフィルター6a,6bに通すこと
により、1Hzのバンドパスフィルター6aからは1Hzの信号
が大きく増幅される一方、2Hzの信号が減衰された状態
で出力される。一方、2Hzのバンドパスフィルター6bか
らは2Hzの信号が大きく増幅される一方、1Hzの信号が減
衰された状態で出力される。これらの出力はそれぞれ、
同期検波整流回路7a,7bおよびローパスフィルター8a,8b
を経ることにより、測定対象成分に関する分析値（例え
ば濃度）を表す直流信号が得られるのである。
アンプ２を経てバンドパスフィルター6a,6bに通すこと
により、1Hzのバンドパスフィルター6aからは1Hzの信号
が大きく増幅される一方、2Hzの信号が減衰された状態
で出力される。一方、2Hzのバンドパスフィルター6bか
らは2Hzの信号が大きく増幅される一方、1Hzの信号が減
衰された状態で出力される。これらの出力はそれぞれ、
同期検波整流回路7a,7bおよびローパスフィルター8a,8b
を経ることにより、測定対象成分に関する分析値（例え
ば濃度）を表す直流信号が得られるのである。
本発明に係る流体分析方法は、上記デュアルクロスモジ
ュレーション方式をさらに発展させたものである。
ュレーション方式をさらに発展させたものである。
すなわち、複数のサンプル流体のそれぞれS1,S2,…,Sn
を、比較流体R1,R2,…,Rnにより互いに異なる周波数F1,
F2,…,Fnで変調し、この変調された各サンプル流体S1,S
2,…,Snを、ただ一個の検出器Ｄを有する分析部Ａに対
して同時かつ連続的に供給し、前記検出器Ｄから、個々
のサンプル流体S1,S2,…,Snに対応する個々の測定信号
成分O1,O2,…,Onは一括して重畳された単一の測定信号
Ｏを得、これを例えば周波数分離回路と信号整流・平滑
回路とを組み合わせて構成された電気回路や、フーリエ
解析（周波数分離処理に相当する）および絶対値平均化
処理（整流・平滑化処理に相当する）などの数値解析の
演算処理が可能なコンピューターなど、ハードあるいは
ソフトによる適宜の信号処理手段を用いることによっ
て、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに対する各変調周
波数F1,F2,…,Fnの信号測定対象成分O1,O2,…,Onに分離
してそれぞれ整流・平滑処理するという信号処理を行う
ことにより、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに関する
分析値を得るようにしたものである。
を、比較流体R1,R2,…,Rnにより互いに異なる周波数F1,
F2,…,Fnで変調し、この変調された各サンプル流体S1,S
2,…,Snを、ただ一個の検出器Ｄを有する分析部Ａに対
して同時かつ連続的に供給し、前記検出器Ｄから、個々
のサンプル流体S1,S2,…,Snに対応する個々の測定信号
成分O1,O2,…,Onは一括して重畳された単一の測定信号
Ｏを得、これを例えば周波数分離回路と信号整流・平滑
回路とを組み合わせて構成された電気回路や、フーリエ
解析（周波数分離処理に相当する）および絶対値平均化
処理（整流・平滑化処理に相当する）などの数値解析の
演算処理が可能なコンピューターなど、ハードあるいは
ソフトによる適宜の信号処理手段を用いることによっ
て、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに対する各変調周
波数F1,F2,…,Fnの信号測定対象成分O1,O2,…,Onに分離
してそれぞれ整流・平滑処理するという信号処理を行う
ことにより、前記各サンプル流体S1,S2,…,Snに関する
分析値を得るようにしたものである。
従って、同一サンプル流体中の複数の測定対象成分を同
時かつ連続的に分析したり、複数の異なるサンプル流体
についてそれぞれの中に含まれる特定の測定対象成分の
同時かつ連続的に分析する場合、ただ１個の検出器を備
えているだけの簡素かつ安価な分析計を用いることがで
きる。よって、複数の検出器を必要としていた従来一般
の流体分析方法の場合に比べて、測定システムの小型化
および簡素化ならびにコスト低減を容易に図れると共
に、検出器の調整を容易かつ短時間に行え、従来のよう
に複数の検出器間のゼロ調整誤差や感度差は生じ得ない
ことから、常に良好な測定精度を確保できるようになっ
た。
時かつ連続的に分析したり、複数の異なるサンプル流体
についてそれぞれの中に含まれる特定の測定対象成分の
同時かつ連続的に分析する場合、ただ１個の検出器を備
えているだけの簡素かつ安価な分析計を用いることがで
きる。よって、複数の検出器を必要としていた従来一般
の流体分析方法の場合に比べて、測定システムの小型化
および簡素化ならびにコスト低減を容易に図れると共
に、検出器の調整を容易かつ短時間に行え、従来のよう
に複数の検出器間のゼロ調整誤差や感度差は生じ得ない
ことから、常に良好な測定精度を確保できるようになっ
た。
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明す
る。
る。
第５図は、本発明の第１実施例に係り、例えば大気中や
生産設備からの排気流体などのサンプル流体に含まれる
NOxあるいはHyCzなどの濃度を分析するような場合に本
発明方法を適用して構成された流体分析システムの概略
構成を示している。
生産設備からの排気流体などのサンプル流体に含まれる
NOxあるいはHyCzなどの濃度を分析するような場合に本
発明方法を適用して構成された流体分析システムの概略
構成を示している。
さて、図示しているように、２つのサンプル流体S1,S2
を、それぞれ、流体変調手段1a,1bを用いて、比較流体R
1,R2（一般にはゼロガスが使用される）により、互いに
異なる周波数F1,F2（例えば、F1＝1Hz,F2＝2Hz）で変調
した後、この変調された各サンプル流体S1,S2および比
較流体R1,R2を、ただ一個の検出器Ｄを有する分析部Ａ
へ、同時かつ連続的に供給する。なお、この場合には、
分析部Ａにおける検出器Ｄとしては、一般に、NO検出用
のケミカルルミネッセンス検出器（CLD）やHC検出用の
フレームイオン検出器（FID）などのように、サンプル
流体が直接通過するタイプのものが用いられるため、前
記流体変調された両サンプル流体S1,S2（R1,R2）は、混
合状態で前記検出器Ｄへ供給される。
を、それぞれ、流体変調手段1a,1bを用いて、比較流体R
1,R2（一般にはゼロガスが使用される）により、互いに
異なる周波数F1,F2（例えば、F1＝1Hz,F2＝2Hz）で変調
した後、この変調された各サンプル流体S1,S2および比
較流体R1,R2を、ただ一個の検出器Ｄを有する分析部Ａ
へ、同時かつ連続的に供給する。なお、この場合には、
分析部Ａにおける検出器Ｄとしては、一般に、NO検出用
のケミカルルミネッセンス検出器（CLD）やHC検出用の
フレームイオン検出器（FID）などのように、サンプル
流体が直接通過するタイプのものが用いられるため、前
記流体変調された両サンプル流体S1,S2（R1,R2）は、混
合状態で前記検出器Ｄへ供給される。
従って、プリアンプ２を介して検出器Ｄから出力される
信号Ｏは、図中模式的に示しているように、両サンプル
流体S1,S2に対応する個々の測定信号成分（O1,O2）が一
括的に重畳されたひとつの測定信号（Ｏ＝O1＋O2）とし
て得られることになる。
信号Ｏは、図中模式的に示しているように、両サンプル
流体S1,S2に対応する個々の測定信号成分（O1,O2）が一
括的に重畳されたひとつの測定信号（Ｏ＝O1＋O2）とし
て得られることになる。
そこで、検出器Ｄからの出力信号Ｏを、例えば、図に概
念的に例示しているような周波数分離回路３と信号整流
・平滑回路４とを組み合わせて構成された電気回路など
の適宜信号処理手段Ｂを用いて、各サンプル流体S1,S2
に対する各変調周波数F1,F2の信号測定対象成分O1,O2に
分離してそれぞれ整流・平滑化処理するという信号処理
を行うことにより、各サンプル流体S1,S2に関する分析
値を得るようにしたものである。
念的に例示しているような周波数分離回路３と信号整流
・平滑回路４とを組み合わせて構成された電気回路など
の適宜信号処理手段Ｂを用いて、各サンプル流体S1,S2
に対する各変調周波数F1,F2の信号測定対象成分O1,O2に
分離してそれぞれ整流・平滑化処理するという信号処理
を行うことにより、各サンプル流体S1,S2に関する分析
値を得るようにしたものである。
なお、前記信号処理手段Ｂとしては、前記電気回路のよ
うなハード的な手段に限らず、フーリエ解析（周波数分
離処理に相当する）および絶対値平均化処理（整流・平
滑化処理に相当する）などの数値解析の演算処理が可能
とされたコンピューターシステムのようなソフト的な手
段を採用することもできる。
うなハード的な手段に限らず、フーリエ解析（周波数分
離処理に相当する）および絶対値平均化処理（整流・平
滑化処理に相当する）などの数値解析の演算処理が可能
とされたコンピューターシステムのようなソフト的な手
段を採用することもできる。
第６図は、本発明の第２実施例に係り、例えば大気中や
生産設備からの排気流体などのサンプル流体中に含まれ
るCOxなどの濃度を分析するような場合に本発明方法を
適用して構成された流体分析システムの概略構成を示し
ている。
生産設備からの排気流体などのサンプル流体中に含まれ
るCOxなどの濃度を分析するような場合に本発明方法を
適用して構成された流体分析システムの概略構成を示し
ている。
この場合には、装置の分析部Ａは、一般に、非分散型赤
外線分析計（NDIR）で構成され、従って、検出器Ｄとし
ては、コンデンサマイクロホン方式あるいはマイクロフ
ロー方式などによるニューマティック型検出器やサーモ
パイルあるいは半導体などの固体検出器などのようにサ
ンプル流体が直接通過しないタイプのものが用いられ
る。ただし、この図に示すように、分析部Ａを、ただ一
個のセルＣを用いた所謂シングルセルタイプのNDIRで構
成する場合には、やはり、前記第１実施例の場合と同様
に、流体変調された両サンプル流体S1,S2（R1,R2）は、
混合状態でセルＣへ供給され、セルＣを通過する測定用
赤外線の吸光度が検出器Ｄにより測定される。
外線分析計（NDIR）で構成され、従って、検出器Ｄとし
ては、コンデンサマイクロホン方式あるいはマイクロフ
ロー方式などによるニューマティック型検出器やサーモ
パイルあるいは半導体などの固体検出器などのようにサ
ンプル流体が直接通過しないタイプのものが用いられ
る。ただし、この図に示すように、分析部Ａを、ただ一
個のセルＣを用いた所謂シングルセルタイプのNDIRで構
成する場合には、やはり、前記第１実施例の場合と同様
に、流体変調された両サンプル流体S1,S2（R1,R2）は、
混合状態でセルＣへ供給され、セルＣを通過する測定用
赤外線の吸光度が検出器Ｄにより測定される。
なお、この実施例におけるその他の構成などについて
は、上記第１実施例のものと同様であるから、同じ機能
を有する部材には同じ参照符号を付してその説明は省略
する。
は、上記第１実施例のものと同様であるから、同じ機能
を有する部材には同じ参照符号を付してその説明は省略
する。
第７図は、本発明の第３実施例に係り、これも、COxな
どの濃度を分析するような場合に本発明方法を適用して
構成された流体分析システムの概略構成を示している。
どの濃度を分析するような場合に本発明方法を適用して
構成された流体分析システムの概略構成を示している。
この場合には、分析部Ａを、２個のセルC1,C2を有する
所謂ダブルセルタイプのNDIRで構成してあるから、流体
変調された両サンプル流体S1,S2（R1,R2）は、互いに混
合されること無く、各別のセルC1,C2内へ供給されるこ
とになるが、それら両セルC1,C2を通過した各測定用赤
外線の吸光度は、１個の検出器Ｄにより同時に測定され
る。
所謂ダブルセルタイプのNDIRで構成してあるから、流体
変調された両サンプル流体S1,S2（R1,R2）は、互いに混
合されること無く、各別のセルC1,C2内へ供給されるこ
とになるが、それら両セルC1,C2を通過した各測定用赤
外線の吸光度は、１個の検出器Ｄにより同時に測定され
る。
なお、図示はしていないが、前記２個のセルC1,C2に
は、例えば、その一方にCO測定用のソリッドフィルター
が、そして、他方にCO2測定用のソリッドフィルター
が、それぞれ、付設されている。
は、例えば、その一方にCO測定用のソリッドフィルター
が、そして、他方にCO2測定用のソリッドフィルター
が、それぞれ、付設されている。
また、この実施例におけるその他の構成などについて
は、前記第１実施例および第２実施例のものと同様であ
るから、同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付し
てその説明は省略する。
は、前記第１実施例および第２実施例のものと同様であ
るから、同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付し
てその説明は省略する。
ところで、前記複数のサンプル流体S1,S2は、例えば複
数の排気流路から各別に導いてくる場合のように、もと
もと異なるものであってもよいし、あるいは、第８図に
示すように、単一のサンプル流体S0を複数の系に分流し
たものであってもよい。これは、一般に、同一サンプル
流体S0中のCOとCO2や、NOとNO2や、CH4とNMHCなどとい
うように、例えば測定対象成分を同時かつ連続的に測定
する場合などに適用されるが、その場合には、図示して
いるように、少なくとも一方の系に、NO2をNO（またはC
OをCO2）に変換するためのコンバータ５や、図示はして
いないが、NMHC除去装置や所要のフィルターなどが設け
られるのが普通である。なお、この第８図に例示してい
るように、前記比較流体R1,R2についても、共通のものR
0（例えばゼロガス）を用いてもよい。
数の排気流路から各別に導いてくる場合のように、もと
もと異なるものであってもよいし、あるいは、第８図に
示すように、単一のサンプル流体S0を複数の系に分流し
たものであってもよい。これは、一般に、同一サンプル
流体S0中のCOとCO2や、NOとNO2や、CH4とNMHCなどとい
うように、例えば測定対象成分を同時かつ連続的に測定
する場合などに適用されるが、その場合には、図示して
いるように、少なくとも一方の系に、NO2をNO（またはC
OをCO2）に変換するためのコンバータ５や、図示はして
いないが、NMHC除去装置や所要のフィルターなどが設け
られるのが普通である。なお、この第８図に例示してい
るように、前記比較流体R1,R2についても、共通のものR
0（例えばゼロガス）を用いてもよい。
また、前記各流体変調手段1a,1bは、サンプル流体S1（S
2）と比較流体R1（R2）とを所定の周波数で交互に切り
換え得るものでありさえすれば、その構成は任意であ
り、第３図に示したロータリーバルブの他、第９図に示
すような４方切換電磁弁で構成してもよく、また、図示
はしていないが、３方切換電磁弁を用いて構成しても差
し支え無い。
2）と比較流体R1（R2）とを所定の周波数で交互に切り
換え得るものでありさえすれば、その構成は任意であ
り、第３図に示したロータリーバルブの他、第９図に示
すような４方切換電磁弁で構成してもよく、また、図示
はしていないが、３方切換電磁弁を用いて構成しても差
し支え無い。
以上詳述したところから明らかなように、本発明に係る
流体分析方法によれば、同一サンプル流体中の複数の測
定対象成分を同時かつ連続的に分析したり、複数の異な
るサンプル流体についてそれぞれの中に含まれる特定の
測定対象成分を同時かつ連続的に分析するような場合、
ただ１個の検出器を備えているだけの簡素かつ安価な分
析計を用意するだけでよい。
流体分析方法によれば、同一サンプル流体中の複数の測
定対象成分を同時かつ連続的に分析したり、複数の異な
るサンプル流体についてそれぞれの中に含まれる特定の
測定対象成分を同時かつ連続的に分析するような場合、
ただ１個の検出器を備えているだけの簡素かつ安価な分
析計を用意するだけでよい。
従って、複数の検出器を必要としていた従来一般の流体
分析方法の場合に比べて、測定システムの小型化および
簡素化ならびにコスト低減を容易に図れると共に、検出
器の調整を容易かつ短時間に行え、従来のように複数の
検出器間のゼロ調整誤差や感度差は生じ得ないことか
ら、常に良好な測定精度を確保できる。
分析方法の場合に比べて、測定システムの小型化および
簡素化ならびにコスト低減を容易に図れると共に、検出
器の調整を容易かつ短時間に行え、従来のように複数の
検出器間のゼロ調整誤差や感度差は生じ得ないことか
ら、常に良好な測定精度を確保できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る流体分析方法の基本的概念および
作用の説明図である。 第２図は本発明に係る流体分析方法の理論の基礎となっ
たクロスモジュレーションを説明するための信号波形
図、第３図はデュアルクロスモジュレーションにおける
信号処理の一例を示すブロック図、第４図はスペクトル
アナライザーによる信号の波形解析図である。 第５図〜第９図は本発明の具体的実施例を示し、第５図
は第１実施例に係るシステムの全体概略構成図、第６図
は第２実施例に係るシステムの要部概略構成図、第７図
は第３実施例に係るシステムの要部概略構成図、第８図
は各実施例に対する補足説明のための要部概略構成図、
第９図は各実施例に対する別の補足説明のための要部概
略構成図である。 S1,S2,Sn……サンプル流体、R1,R2,Rn……比較流体、F
1,F2,Fn……変調周波数、1a,1b,……流体変調手段、Ａ
……分析部、Ｂ……信号処理手段、Ｄ……検出器、Ｏ…
…検出器からの出力信号、O1,O2,On……サンプル流体に
対する各変調周波数F1,F2,Fnの信号測定対象成分。
作用の説明図である。 第２図は本発明に係る流体分析方法の理論の基礎となっ
たクロスモジュレーションを説明するための信号波形
図、第３図はデュアルクロスモジュレーションにおける
信号処理の一例を示すブロック図、第４図はスペクトル
アナライザーによる信号の波形解析図である。 第５図〜第９図は本発明の具体的実施例を示し、第５図
は第１実施例に係るシステムの全体概略構成図、第６図
は第２実施例に係るシステムの要部概略構成図、第７図
は第３実施例に係るシステムの要部概略構成図、第８図
は各実施例に対する補足説明のための要部概略構成図、
第９図は各実施例に対する別の補足説明のための要部概
略構成図である。 S1,S2,Sn……サンプル流体、R1,R2,Rn……比較流体、F
1,F2,Fn……変調周波数、1a,1b,……流体変調手段、Ａ
……分析部、Ｂ……信号処理手段、Ｄ……検出器、Ｏ…
…検出器からの出力信号、O1,O2,On……サンプル流体に
対する各変調周波数F1,F2,Fnの信号測定対象成分。
Claims (1)
- 【請求項１】複数のサンプル流体のそれぞれを、比較流
体により互いに異なる周波数で変調し、この変調された
各サンプル流体を、ただ一個の検出器を有する分析部に
対して同時かつ連続的に供給し、前記検出器からの出力
信号を、前記各サンプル流体に対する各変調周波数の信
号成分に分離し、この分離された各信号成分のそれぞれ
を、整流および平滑処理することにより、前記各サンプ
ル流体に関する分析値を得るようにしたことを特徴とす
る流体分析方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314806A JPH079397B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 流体分析方法 |
| US07/278,046 US5102806A (en) | 1987-12-11 | 1988-11-30 | Method for analyzing fluid by multi-fluid modulation mode |
| DE19883879897 DE3879897T2 (de) | 1987-12-11 | 1988-12-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Analysierung von Flüssigkeiten mittels Mehrflüssigkeitenmodulationsverfahren. |
| AT88120269T ATE87739T1 (de) | 1987-12-11 | 1988-12-05 | Verfahren und vorrichtung zur analysierung von fluessigkeiten mittels mehrfluessigkeitenmodulationsverfahren. |
| EP19880120269 EP0319887B1 (en) | 1987-12-11 | 1988-12-05 | Method and apparatus for analyzing fluids by multi-fluid modulation modes |
| US07/820,146 US5255072A (en) | 1987-12-11 | 1992-01-13 | Apparatus for analyzing fluid by multi-fluid modulation mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314806A JPH079397B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 流体分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01155245A JPH01155245A (ja) | 1989-06-19 |
| JPH079397B2 true JPH079397B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=18057824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62314806A Expired - Lifetime JPH079397B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 流体分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079397B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004515777A (ja) * | 2000-12-13 | 2004-05-27 | インフィコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 赤外線ガスアナライザーを用いたガスの検出方法並びにこの方法を実施するのに適しているガスアナライザー |
| WO2015063821A1 (ja) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 株式会社日立製作所 | 分析システム |
| JP2019505001A (ja) * | 2016-02-11 | 2019-02-21 | インフィコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光干渉性ガス不純物の量を定量化する方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5264812A (en) * | 1992-05-19 | 1993-11-23 | Takamisawa Electric Co., Ltd. | Small, economical and stable polarized electromagnetic relay having two groups of electromagnetic relay portions |
| JP3447482B2 (ja) * | 1996-08-29 | 2003-09-16 | ナイルス株式会社 | 車両の変速操作装置 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62314806A patent/JPH079397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004515777A (ja) * | 2000-12-13 | 2004-05-27 | インフィコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 赤外線ガスアナライザーを用いたガスの検出方法並びにこの方法を実施するのに適しているガスアナライザー |
| WO2015063821A1 (ja) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 株式会社日立製作所 | 分析システム |
| JPWO2015063821A1 (ja) * | 2013-10-28 | 2017-03-09 | 株式会社日立製作所 | 分析システム |
| JP2019505001A (ja) * | 2016-02-11 | 2019-02-21 | インフィコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光干渉性ガス不純物の量を定量化する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01155245A (ja) | 1989-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |