JPH0815149A - レーザ式ガス分析装置 - Google Patents

レーザ式ガス分析装置

Info

Publication number
JPH0815149A
JPH0815149A JP14727894A JP14727894A JPH0815149A JP H0815149 A JPH0815149 A JP H0815149A JP 14727894 A JP14727894 A JP 14727894A JP 14727894 A JP14727894 A JP 14727894A JP H0815149 A JPH0815149 A JP H0815149A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
laser light
laser
explosion
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14727894A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikito Saiga
幹人 雑賀
Shigeki Mitani
茂樹 三谷
Yoshio Kusaba
義夫 草葉
Takao Kurata
孝男 倉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Electric Power Co Inc
IHI Corp
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Electric Power Co Inc, IHI Corp filed Critical Kansai Electric Power Co Inc
Priority to JP14727894A priority Critical patent/JPH0815149A/ja
Publication of JPH0815149A publication Critical patent/JPH0815149A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分析すべきガスの領域が広くなっても分析精
度が劣化せず、しかも装置の大型化を抑えたレーザ式ガ
ス分析装置を提供する。 【構成】 レーザ式ガス分析装置において、非防爆地域
B内に配置されレーザ光を発生するレーザ光源20と、非
防爆地域Bに配置されレーザ光源20の出力及び波長を制
御すると共に受光したレーザ光を分析するコントローラ
26と、入射端21aがレーザ光源20に接続されると共に出
射端21bが防爆地域A内に伸びるように配置される光フ
ァイバ21と、光ファイバ21の出射端21bに設けられ、光
ファイバ21からのレーザ光を平行光にして防爆地域A内
のガスに照射するための光学系22と、防爆地域A内に配
置され、平行にされた後ガスを透過したレーザ光を直接
受光する受光素子25と、受光素子25からの受光信号をコ
ントローラ26に伝送するための信号線27とを備えたこと
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ式ガス分析装置
に関し、特に防爆地域内のガスを分析するレーザ式ガス
分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3はレーザ式ガス分析装置の従来例で
ある。
【0003】同図において、1はレーザ光を発生するレ
ーザ光源であり、2はレーザ光源1からのレーザ光の光
路L1 を反射して折り返す鏡(コーナキューブミラー)
である。コーナキューブミラー2は互いに直交する3枚
の平面ミラーで構成されている。コーナキューブミラー
2に入射した光は必ずその入射光と平行な出射戻り光と
して反射される。3はコーナキューブミラー2で折り返
された光路L2 上のレーザ光を受光する受光素子からな
る受光部である。これらレーザ光源1、コーナキューブ
ミラー2及び受光部3は防爆地域A(図では破線の右
側)内に配置されている。
【0004】4はレーザ光源1の出力及び発振波長を制
御すると共に受光部3からの受光信号より防爆地域A内
に存在する爆発性のガスの濃度や分布等を分析するコン
トローラであり、防爆地域Aに隣接する非防爆地域B
(図では破線の左側)内に配置されている。レーザ光源
1及び受光部3と、コントローラ4とは信号線5で接続
されている。
【0005】レーザ光源1で発生したレーザ光が防爆地
域A内に存在するガスを照射し、ガスを透過したレーザ
光がコーナキューブミラー2で折り返されて再びガスを
照射し、透過したレーザ光が受光部3で受光される。コ
ントローラ4が受光部3からの受光信号よりガスの濃度
や分布等を分析する。
【0006】図4はレーザ式ガス分析装置の他の従来例
である。尚、図3に示した部材と同様の部材には共通の
符号を用いた。
【0007】同図において、6は入射端がレーザ光源1
の出射口に接続され、出射端が防爆地域A内に伸びるよ
うに配置された光ファイバであり、7は出射端から出射
されるレーザ光(発散光)8を平行光にする凸レンズで
ある。9は、コーナキューブミラー2で折り返され光路
2 を通るレーザ光を受光して集光するための凸レンズ
である。10は凸レンズ9で集光されたレーザ光(収束
光)11を入射端で受光すると共に非防爆地域B内に伸
びるように配置された光ファイバである。光ファイバ1
0の出射端は受光部3の受光素子の受光面に接続されて
いる。
【0008】レーザ光源1から出射したレーザ光が、光
ファイバ6で防爆地域A内に伝送され凸レンズ7で平行
光にされ光路L1 を通ると共にガスを照射する。ガスを
透過したレーザ光がコーナキューブミラー2で折り返さ
れて光路L2 を通りガスを照射する。ガスを透過したレ
ーザ光は凸レンズ9で集光されて光ファイバ10に入射
した後受光部3の受光素子で受光され、コントローラ4
で分析される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3に示し
たレーザ式ガス分析装置は、レーザ光源1に防爆対策を
施さなければならない。防爆対策としては例えばレーザ
光源1の内部に爆発性のガスが浸入しないように密閉さ
れた強固な金属容器に格納し、レーザ光が透過するよう
十分な強度を採ったガラス室を設け、かつ内部に熱が蓄
積しないように冷却装置を設けることが挙げられる。こ
のため装置が複雑化、大型化し、製造工程が増加してし
まう。
【0010】他方、図4に示したレーザ式ガス分析装置
は、光ファイバを用いるので防爆対策が不要なものの光
ファイバ6,10のコアの径はシングルモードの場合数
μm(マルチモードの場合でも百μm)しかなく、ビー
ム径が細いレーザ光を光ファイバの光軸に合わせるのは
非常に面倒である。特にレーザ光の光路L1 ,L2 の長
さを長くすることにより(数十m)、広い範囲に亘って
防爆地域A内のガスを分析しようとする場合、陽炎等の
大気ゆらぎの影響を受けて集光ビームスポットの位置が
変動して光ファイバ10に入射したりしなかったりする
ので、ガスの分析精度が劣化する。また装置の周囲温度
が変化すると、コーナキューブミラー2や凸レンズ7,
9を支持する支持部材(図示せず)がわずかに伸縮し、
光軸がずれてガスを透過したレーザ光を光ファイバ10
に入射できず分析できなくなることがある。
【0011】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、分析すべきガスの領域が広くなっても分析精度が劣
化せず、しかも装置の大型化を抑えたレーザ式ガス分析
装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、防爆地域内のガスにレーザ光を照射し、そ
のガスを透過したレーザ光を受光してそのガスを分析す
るレーザ式ガス分析装置において、非防爆地域内に配置
されレーザ光を発生するレーザ光源と、非防爆地域に配
置されレーザ光源の出力及び波長を制御すると共に受光
したレーザ光を分析するコントローラと、入射端がレー
ザ光源に接続されると共に出射端が防爆地域内に伸びる
ように配置される光ファイバと、光ファイバの出射端に
設けられ、光ファイバからのレーザ光を平行光にして防
爆地域内のガスに照射するための光学系と、防爆地域内
に配置され、平行にされた後ガスを透過したレーザ光を
直接受光する受光素子と、受光素子からの受光信号をコ
ントローラに伝送するための信号線とを備えたものであ
る。
【0013】
【作用】上記構成によれば、レーザ光源が非防爆地域内
に配置されているので、レーザ光源に対して防爆対策を
施す必要がなくなり、装置の大型化が防止されると共に
製造工程の増加が防止される。受光素子が防爆地域内に
配置されているので、ガスを透過したレーザ光を直接受
光することにより、大気ゆらぎの影響や光ファイバ内の
干渉による影響に起因する精度劣化が防止される。ま
た、受光素子の受光面は光ファイバのコアの断面より大
きいので、温度変化によってガスを透過したレーザ光の
光軸が変化しても、レーザ光が受光素子の受光面上を移
動するだけとなり受光素子で十分受光することができ、
分析精度の劣化が防止される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
【0015】図1は本発明のレーザ式ガス分析装置の一
実施例を示す図である。
【0016】同図において、20はレーザ光を発生する
レーザ光源であり、21は入射端21aがレーザ光源2
0に接続され、出射端21bが防爆地域A内に伸びるよ
うに配置された光ファイバである。22は出射端21b
から出射されるレーザ光(発散光)23を平行光にする
光学系としての凸レンズである。24は、凸レンズ22
で平行光にされ光路L3 を通るレーザ光を反射して光路
3 と平行な方向に折り返すコーナキューブミラーであ
る。25はコーナキューブミラー24で折り返され、光
路L4 を通るレーザ光を受光する受光素子からなる受光
部(以下受光素子とする)である。これらレーザ光源2
0、コーナキューブミラー24及び受光素子25は防爆
地域A内に配置されている。
【0017】他方、26はレーザ光源20の出力及び波
長を制御する制御信号を発生すると共に受光素子25か
らの受光信号より防爆地域A内の爆発性のガス(例えば
メタンガス)の濃度や分布等を分析するコントローラで
あり、非防爆地域B内に配置されている。27は受光素
子25からの受光信号をコントローラ26に伝送するた
めの信号線であり、28はコントローラ26からの制御
信号を伝送するための信号線である。
【0018】このようなレーザ式ガス分析装置におい
て、レーザ光源20からレーザ光が発生すると、レーザ
光は光ファイバ21で防爆地域A内に伝送されて光ファ
イバ21の出射端21bから発散し、凸レンズ22で集
光されて平行光となり、光路L3 を通ると共に防爆地域
A内に存在する爆発性のガスに照射される。ガスを透過
したレーザ光はコーナキューブミラー24で反射して折
り返されて光路L4 を通り再びガスに照射される。ガス
を透過したレーザ光は受光素子25で受光され、受光素
子25から受光信号がコントローラ26に伝送される。
コントローラ26ではガスの濃度や分布等が分析され
る。分析結果はモニタに表示されたり、プリンタに記録
されるようになっている(いずれも図示せず)。
【0019】次に実施例の作用を述べる。
【0020】レーザ式ガス分析装置は、レーザ光源20
が非防爆地域B内に配置されているので、レーザ光源2
0に対して防爆対策を施す必要がなくなり、装置の大型
化が防止されると共に製造工程の増加が防止される。受
光素子25が防爆地域A内に配置されているので、ガス
を透過したレーザ光を直接受光することができ、大気ゆ
らぎの影響や光ファイバ21内の干渉による影響に起因
する精度劣化が防止される。また、受光素子25の受光
面の大きさは1mm以上あり、光ファイバ21のコアの
断面の大きさは数μm程度しかないため、温度変化によ
ってコーナキューブミラー24を支持する支持部材(図
示せず)が伸縮することにより、ガスを透過して光路L
4 を通り受光素子25の受光面上のビームスポットの位
置が変動しても、ほとんど影響がなく、受光素子25で
レーザ光を十分に受光することができる。このため分析
精度の劣化が防止される。
【0021】本実施例のレーザ式ガス分析装置は、凸レ
ンズ22、コーナキューブミラー24間の距離(分析区
間、コーナキューブミラーと受光素子との距離)が20
0m程度でも精度劣化することなくガスの分析を行うこ
とができた(尚、分析区間はこの数値に限定されるもの
ではない)。
【0022】以上において本実施例ではレーザ光源及び
コントローラを非防爆地域に配置し、光ファイバの出射
端、凸レンズ、コーナキューブミラー及び受光素子を防
爆地域に配置したので、分析すべきガスを透過したレー
ザ光を受光素子で直接受光することができ、分析すべき
ガスの領域が広くなっても分析精度が劣化せず、しかも
装置の大きさが増加しないレーザ式ガス分析装置を実現
することができる。
【0023】図2は本発明のレーザ式ガス分析装置に用
いられる光学系の変形例を示す図である。
【0024】図1に示したレーザ式ガス分析装置に用い
られる光学系との相違点は、凸レンズの代わりに凹面鏡
を用いた点である。
【0025】入射端21aがレーザ光源20に接続され
た光ファイバ21の出射端側21bに、凹面鏡30が配
置されている。凹面鏡30は、光ファイバ21から出射
したレーザ光31を集光して平行光32にすると共に、
この平行光32がコーナキューブミラー24に入射した
後受光素子25(共に図1参照)に入射するように防爆
地域A内に配置されている。
【0026】光学系に凹面鏡30を用いることにより、
凸レンズ22(図1参照)を用いたときに生じる透過損
失がない。尚、凹面鏡の代わりに放物面鏡を用いてもよ
く、この場合も透過損失がない。
【0027】尚、本実施例ではコーナキューブミラーを
用いてレーザ光の光路を折り返す場合で説明したが、こ
れに限定されるものではなく、ガスを透過したレーザ光
をコーナキューブミラーで折り返さずに直接受光素子で
受光するように構成してもよい。また、受光部を受光素
子で構成した場合で説明したが、受光素子と増幅回路と
で構成してもよい。
【0028】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0029】非防爆地域内に配置されたレーザ光源から
のレーザ光を分析すべきガスに照射し、透過したレーザ
光を防爆地域内に配置された受光素子で直接受光するの
で、分析すべきガスの領域が広くなっても分析精度が劣
化せず、しかも装置の大型化を抑えたレーザ式ガス分析
装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザ式ガス分析装置の一実施例を示
す図である。
【図2】本発明のレーザ式ガス分析装置に用いられる光
学系の変形例を示す図である。
【図3】レーザ式ガス分析装置の従来例である。
【図4】レーザ式ガス分析装置の他の従来例である。
【符号の説明】
20 レーザ光源 21 光ファイバ 21a 入射端 21b 出射端 22 光学系(凸レンズ) 25 受光部(受光素子) 26 コントローラ 27 信号線 A 防爆地域 B 非防爆地域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草葉 義夫 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 倉田 孝男 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 防爆地域内のガスにレーザ光を照射し、
    そのガスを透過したレーザ光を受光してそのガスを分析
    するレーザ式ガス分析装置において、非防爆地域内に配
    置されレーザ光を発生するレーザ光源と、非防爆地域に
    配置されレーザ光源の出力及び波長を制御すると共に受
    光したレーザ光を分析するコントローラと、入射端がレ
    ーザ光源に接続されると共に出射端が上記防爆地域内に
    伸びるように配置される光ファイバと、該光ファイバの
    出射端に設けられ、光ファイバからのレーザ光を平行光
    にして防爆地域内のガスに照射するための光学系と、上
    記防爆地域内に配置され、平行にされた後上記ガスを透
    過したレーザ光を直接受光する受光素子と、該受光素子
    からの受光信号を上記コントローラに伝送するための信
    号線とを備えたことを特徴とするレーザ式ガス分析装
    置。
  2. 【請求項2】 上記光学系が、上記光ファイバの出射端
    側に配置された凸レンズ又は凸レンズ系からなる請求項
    1記載のレーザ式ガス分析装置。
  3. 【請求項3】 上記光学系が、上記光ファイバの出射端
    側に配置された凹面鏡又は凹面鏡系からなる請求項1記
    載のレーザ式ガス分析装置。
  4. 【請求項4】 上記光学系が、上記光ファイバの出射端
    側に配置された放物面鏡からなる請求項1記載のレーザ
    式ガス分析装置。
JP14727894A 1994-06-29 1994-06-29 レーザ式ガス分析装置 Pending JPH0815149A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14727894A JPH0815149A (ja) 1994-06-29 1994-06-29 レーザ式ガス分析装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14727894A JPH0815149A (ja) 1994-06-29 1994-06-29 レーザ式ガス分析装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0815149A true JPH0815149A (ja) 1996-01-19

Family

ID=15426601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14727894A Pending JPH0815149A (ja) 1994-06-29 1994-06-29 レーザ式ガス分析装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0815149A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014171461A1 (ja) 2013-04-17 2014-10-23 旭化成ケミカルズ株式会社 樹脂組成物及び成形品
CN108548699A (zh) * 2018-06-28 2018-09-18 锦州华冠环境科技实业股份有限公司 氯化氢在线监测分析系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014171461A1 (ja) 2013-04-17 2014-10-23 旭化成ケミカルズ株式会社 樹脂組成物及び成形品
CN108548699A (zh) * 2018-06-28 2018-09-18 锦州华冠环境科技实业股份有限公司 氯化氢在线监测分析系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11125682B2 (en) Optical absorption spectroscopy based gas analyzer systems and methods
US7005645B2 (en) Apparatus and methods for launching and receiving a broad wavelength range source
US10408745B2 (en) Method and device for measuring the concentration of substances in gaseous or fluid media through optical spectroscopy using broadband light sources
AU2004227359B2 (en) Method and apparatus for the monitoring and control of combustion
US5767976A (en) Laser diode gas sensor
US5544186A (en) Gas laser for emitting light modulated at two different wavelengths and an arrangement incorporating the gas laser to detect a gaseous substance
JP6380662B2 (ja) フーリエ変換型分光光度計
US7760361B2 (en) Surface plasmon detection using curved surface prism and reflecting member
US10634606B2 (en) Arrangement for measuring gas concentrations
JPS59164945A (ja) 光学分析計器
JPH0815149A (ja) レーザ式ガス分析装置
CA2258588A1 (en) Apparatus and method for measuring gases using an athermal optical multipass cell
JPH0843305A (ja) 煙濃度測定装置
JPH0843293A (ja) ガスセル
JP3638261B2 (ja) 煙濃度測定装置
TWI729615B (zh) 反射式聚光干涉儀
JPS58219435A (ja) 複光束分光光度計
JPH05160467A (ja) 半導体レーザーのモードホッピング検出装置
EP0254731A1 (en) SPECTROMETER WITH CONTROLLABLE FREQUENCY TRANSMISSION.
CN117452656A (zh) 面向气体检测的长短焦凸透镜式光学扩束准直方法及系统
JP2001311661A (ja) 基準波長光発生装置
TWI605655B (zh) 用於放大雷射光束之裝置
JPH11277259A (ja) レーザ出力検出装置
JPH09232654A (ja) 光パラメトリック発振器及び投光装置
JPH05187923A (ja) 半導体レーザモジュール