JPH08304282A - ガス分析装置 - Google Patents
ガス分析装置Info
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- JPH08304282A JPH08304282A JP12904295A JP12904295A JPH08304282A JP H08304282 A JPH08304282 A JP H08304282A JP 12904295 A JP12904295 A JP 12904295A JP 12904295 A JP12904295 A JP 12904295A JP H08304282 A JPH08304282 A JP H08304282A
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Classifications
-
- 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
- G01N21/3518—Devices using gas filter correlation techniques; Devices using gas pressure modulation techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/066—Modifiable path; multiple paths in one sample
- G01N2201/0662—Comparing measurements on two or more paths in one sample
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単でしかも高堅牢性である、さらに
いろいろな測定成分に対して高い選択性が得られるなど
の長所を有する他、感度にも優れたガス分析装置を得る
こと。。 【構成】 赤外光束を照射する光源３４と、試料ガスが
導かれ、前記光源３４からの赤外光束が該試料ガスを通
過するように設置された試料セル３８と、吸収体が封入
され、前記試料セル３８を透過した赤外光束が該吸収体
を通過するように設置され、赤外光束が該吸収体に吸収
されるときに上昇する吸収体封入室内の温度による圧力
増加を光学的に検知し、該圧力の増加値に基づき、試料
ガス中の測定対象成分の濃度を測定する検出手段１０
ａ，１０ｂと、を備えたガス分析装置において、前記検
出手段１０ａ，１０ｂに封入される吸収体として、測定
対象成分と同一成分のガスを用いることを特徴とするガ
ス分析装置。
いろいろな測定成分に対して高い選択性が得られるなど
の長所を有する他、感度にも優れたガス分析装置を得る
こと。。 【構成】 赤外光束を照射する光源３４と、試料ガスが
導かれ、前記光源３４からの赤外光束が該試料ガスを通
過するように設置された試料セル３８と、吸収体が封入
され、前記試料セル３８を透過した赤外光束が該吸収体
を通過するように設置され、赤外光束が該吸収体に吸収
されるときに上昇する吸収体封入室内の温度による圧力
増加を光学的に検知し、該圧力の増加値に基づき、試料
ガス中の測定対象成分の濃度を測定する検出手段１０
ａ，１０ｂと、を備えたガス分析装置において、前記検
出手段１０ａ，１０ｂに封入される吸収体として、測定
対象成分と同一成分のガスを用いることを特徴とするガ
ス分析装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス分析装置、特にその
検出手段の改良に関するものである。
検出手段の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に異なった原子からなる分子（たと
えば一酸化炭素、二酸化炭素など）は、それぞれ固有の
波長の赤外線を吸収する性質をもっている。この特性を
利用して気体の濃度を選択的に測定する方法が、非分散
形赤外線吸収法であり、プロセス用の連続濃度分析計と
して多く用いられている。非分散形赤外線分析計は測定
原理から、熱型、量子型に大別される。熱型はニューマ
チック型、焦電型、抵抗型、熱電対型に分けられる。ニ
ューマチック型はさらにコンデンサマイクロフォン型、
ゴレイセル型に分けられる。
えば一酸化炭素、二酸化炭素など）は、それぞれ固有の
波長の赤外線を吸収する性質をもっている。この特性を
利用して気体の濃度を選択的に測定する方法が、非分散
形赤外線吸収法であり、プロセス用の連続濃度分析計と
して多く用いられている。非分散形赤外線分析計は測定
原理から、熱型、量子型に大別される。熱型はニューマ
チック型、焦電型、抵抗型、熱電対型に分けられる。ニ
ューマチック型はさらにコンデンサマイクロフォン型、
ゴレイセル型に分けられる。
【０００３】ガス分析装置としてはコンデンサマイクロ
フォン型が汎用されている。その理由は、構造が比較的
に簡単で、しかも高堅牢性などの長所を有することにあ
る。さらに測定成分を封入した検出器の選択により、い
ろいろな測定成分に対して高い選択性が得られるなどの
長所を有することにある。
フォン型が汎用されている。その理由は、構造が比較的
に簡単で、しかも高堅牢性などの長所を有することにあ
る。さらに測定成分を封入した検出器の選択により、い
ろいろな測定成分に対して高い選択性が得られるなどの
長所を有することにある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記コンデン
サマイクロフォン型のガス分析装置は、構造が簡単で、
しかも高堅牢性である、さらにいろいろな測定成分に対
して高い選択性が得られるなどの長所を有する反面、感
度に優れているとはいえなかった。本発明は前記従来の
課題に鑑みなされたものであり、その目的は感度にも優
れたガス分析装置を提供することにある。
サマイクロフォン型のガス分析装置は、構造が簡単で、
しかも高堅牢性である、さらにいろいろな測定成分に対
して高い選択性が得られるなどの長所を有する反面、感
度に優れているとはいえなかった。本発明は前記従来の
課題に鑑みなされたものであり、その目的は感度にも優
れたガス分析装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかるガス分析装置は、赤外光束を照射する
光源と、試料ガスが導かれ、前記光源からの赤外光束が
該試料ガスを通過するように設置された試料セルと、吸
収体が封入され、前記試料セルを透過した赤外光束が該
吸収体を通過するように設置され、赤外光束が該吸収体
に吸収されるときに上昇する吸収体封入室内の温度によ
る圧力増加を光学的に検知し、該圧力の増加値に基づ
き、試料ガス中の測定対象成分の濃度を測定する検出手
段と、を備えたガス分析装置において、前記検出手段に
封入された吸収体として、測定対象成分と同一成分のガ
スを用いることを特徴とする。
に本発明にかかるガス分析装置は、赤外光束を照射する
光源と、試料ガスが導かれ、前記光源からの赤外光束が
該試料ガスを通過するように設置された試料セルと、吸
収体が封入され、前記試料セルを透過した赤外光束が該
吸収体を通過するように設置され、赤外光束が該吸収体
に吸収されるときに上昇する吸収体封入室内の温度によ
る圧力増加を光学的に検知し、該圧力の増加値に基づ
き、試料ガス中の測定対象成分の濃度を測定する検出手
段と、を備えたガス分析装置において、前記検出手段に
封入された吸収体として、測定対象成分と同一成分のガ
スを用いることを特徴とする。
【０００６】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料ガス中の各種成分の濃度を測定する場合には、複数の
測定成分と各同一成分のガスが封入された検出手段を少
なくとも二つ配置することが好適である。また、本発明
にかかるガス分析装置は、検出手段の少なくとも一つに
は、参照対象成分ガスを封入し、他の検出手段には、測
定対象成分と同一成分のガスを封入し、測定対象成分と
同一成分のガスの封入された検出手段から得られる濃度
の値を、参照対象成分ガスが封入された検出手段から得
られる濃度の値と比較する比較手段を備えることが好適
である。
料ガス中の各種成分の濃度を測定する場合には、複数の
測定成分と各同一成分のガスが封入された検出手段を少
なくとも二つ配置することが好適である。また、本発明
にかかるガス分析装置は、検出手段の少なくとも一つに
は、参照対象成分ガスを封入し、他の検出手段には、測
定対象成分と同一成分のガスを封入し、測定対象成分と
同一成分のガスの封入された検出手段から得られる濃度
の値を、参照対象成分ガスが封入された検出手段から得
られる濃度の値と比較する比較手段を備えることが好適
である。
【０００７】また、本発明にかかるガス分析装置は、各
検出手段の検出用光源の電源を共通化することが好適で
ある。また、本発明にかかるガス分析装置は、赤外光束
を照射する光源を共通化することが好適である。また、
本発明にかかるガス分析装置は、試料セルは、少なくと
も二つのセル部よりなり、うすい測定対象成分の場合に
は、該セル部の光路長を長く、濃い測定対象成分の場合
には、該セル部の光路長を短く形成することが好適であ
る。
検出手段の検出用光源の電源を共通化することが好適で
ある。また、本発明にかかるガス分析装置は、赤外光束
を照射する光源を共通化することが好適である。また、
本発明にかかるガス分析装置は、試料セルは、少なくと
も二つのセル部よりなり、うすい測定対象成分の場合に
は、該セル部の光路長を長く、濃い測定対象成分の場合
には、該セル部の光路長を短く形成することが好適であ
る。
【０００８】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セルと検出手段の間に位置する、赤外光束の通過コー
ス上には、他の検出手段に封入された成分と同一成分の
ガスを封入したガスフィルターを設置することが好適で
ある。また、本発明にかかるガス分析装置は、試料セル
と検出手段の間の位置する、赤外光束の通過コース上に
は、試料セルを透過した赤外光束のうち、他の検出手段
に封入されたガス固有の波長をカットする光学フィルタ
ーを設置することが好適である。また、本発明にかかる
ガス分析装置は、試料セルの出射窓部には、集光レンズ
を用いることが好適である。
料セルと検出手段の間に位置する、赤外光束の通過コー
ス上には、他の検出手段に封入された成分と同一成分の
ガスを封入したガスフィルターを設置することが好適で
ある。また、本発明にかかるガス分析装置は、試料セル
と検出手段の間の位置する、赤外光束の通過コース上に
は、試料セルを透過した赤外光束のうち、他の検出手段
に封入されたガス固有の波長をカットする光学フィルタ
ーを設置することが好適である。また、本発明にかかる
ガス分析装置は、試料セルの出射窓部には、集光レンズ
を用いることが好適である。
【０００９】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セルをその内部が光学研磨されたライトパイプとする
ことが好適である。また、本発明にかかるガス分析装置
は、試料セルを複数箇所で屈曲させ、該試料セルの屈曲
した位置に反射鏡をそれぞれ配置することが好適であ
る。また、本発明にかかるガス分析装置は、試料セル中
の試料ガスの温度を一定に保つことが可能な恒温手段を
備えることが好適である。また、本発明にかかるガス分
析装置は、試料セル中の試料ガスの混合状態を均一にす
ることが可能な手段を備えることが好適である。
料セルをその内部が光学研磨されたライトパイプとする
ことが好適である。また、本発明にかかるガス分析装置
は、試料セルを複数箇所で屈曲させ、該試料セルの屈曲
した位置に反射鏡をそれぞれ配置することが好適であ
る。また、本発明にかかるガス分析装置は、試料セル中
の試料ガスの温度を一定に保つことが可能な恒温手段を
備えることが好適である。また、本発明にかかるガス分
析装置は、試料セル中の試料ガスの混合状態を均一にす
ることが可能な手段を備えることが好適である。
【００１０】さらに、本発明にかかるガス分析装置は、
試料ガスが導かれた一の試料セルと、赤外光束を照射す
る光源と前記試料セルの間に位置する、赤外光束の通過
コース上には、光源からの赤外光束の一方が試料セルの
長手方向を、他方が短手方向を透過し、前記各対応検出
手段にそれぞれ入射するように配置された少なくとも一
の反射鏡を備えることが好適である。
試料ガスが導かれた一の試料セルと、赤外光束を照射す
る光源と前記試料セルの間に位置する、赤外光束の通過
コース上には、光源からの赤外光束の一方が試料セルの
長手方向を、他方が短手方向を透過し、前記各対応検出
手段にそれぞれ入射するように配置された少なくとも一
の反射鏡を備えることが好適である。
【００１１】
【作用】本発明にかかるガス分析装置は、前述した手段
を有するので、光源からの赤外光束は、試料セルに導か
れた試料ガス中の測定対象成分の濃度に対応してその光
量が変化し検出手段に入射する。ここで、検出手段に
は、測定対象成分と同一成分のガスが封入されている。
該検出手段に封入されたガスが、試料セルを透過した赤
外光束のうち、測定対象成分固有の波長と同一波長の赤
外光束のみを吸収する。該検出手段に封入されたガス
が、その固有の波長の赤外光束を吸収すると、該吸収し
た光量に対応してガス封入室内の温度を上昇させ、圧力
を増加させることとなる。
を有するので、光源からの赤外光束は、試料セルに導か
れた試料ガス中の測定対象成分の濃度に対応してその光
量が変化し検出手段に入射する。ここで、検出手段に
は、測定対象成分と同一成分のガスが封入されている。
該検出手段に封入されたガスが、試料セルを透過した赤
外光束のうち、測定対象成分固有の波長と同一波長の赤
外光束のみを吸収する。該検出手段に封入されたガス
が、その固有の波長の赤外光束を吸収すると、該吸収し
た光量に対応してガス封入室内の温度を上昇させ、圧力
を増加させることとなる。
【００１２】したがって、測定手段は、測定対象成分と
同一成分のガスが封入されたガス封入室内の圧力増加を
検知し、該圧力増加の値に基づき、試料ガス中の測定対
象成分の濃度を高感度で測定することが可能となる。さ
らに、測定対象成分と同一成分のガスを封入した検出手
段の選択により、いろいろな測定成分に対して高い選択
性が得られる。また、本発明にかかるガス分析装置は、
試料ガス中の各種成分の濃度を測定する場合には、複数
の測定対象成分と各同一成分のガスが封入された検出手
段を少なくとも二つ配置することにより、試料ガス中の
各種成分の濃度を同時に測定することが可能となる。
同一成分のガスが封入されたガス封入室内の圧力増加を
検知し、該圧力増加の値に基づき、試料ガス中の測定対
象成分の濃度を高感度で測定することが可能となる。さ
らに、測定対象成分と同一成分のガスを封入した検出手
段の選択により、いろいろな測定成分に対して高い選択
性が得られる。また、本発明にかかるガス分析装置は、
試料ガス中の各種成分の濃度を測定する場合には、複数
の測定対象成分と各同一成分のガスが封入された検出手
段を少なくとも二つ配置することにより、試料ガス中の
各種成分の濃度を同時に測定することが可能となる。
【００１３】また、本発明にかかるガス分析装置は、検
出手段の少なくとも一つには、参照対象成分ガスを封入
し、他の検出手段には、測定対象成分と同一成分のガス
を封入し、測定対象成分と同一成分のガスの封入された
検出手段から得られる濃度の値を、参照対象ガスが封入
された検出手段から得られる濃度の値と比較する比較手
段を備えることとしたので、測定対象成分と同一成分の
ガスが封入された検出手段から得られる濃度の値を、参
照対象ガスの封入された検出手段から得られる濃度の値
と比較することにより、測定結果の安定性を向上する。
出手段の少なくとも一つには、参照対象成分ガスを封入
し、他の検出手段には、測定対象成分と同一成分のガス
を封入し、測定対象成分と同一成分のガスの封入された
検出手段から得られる濃度の値を、参照対象ガスが封入
された検出手段から得られる濃度の値と比較する比較手
段を備えることとしたので、測定対象成分と同一成分の
ガスが封入された検出手段から得られる濃度の値を、参
照対象ガスの封入された検出手段から得られる濃度の値
と比較することにより、測定結果の安定性を向上する。
【００１４】また、本発明にかかるガス分析装置は、各
検出手段の検出用光源の電源を共通化することとしたの
で、各検出手段における電源ノイズに起因する測定誤差
の値も一致する。したがって、該測定誤差は相殺される
こととなり、試料ガス中の測定対象成分の濃度を正確に
測定することが可能となる。また、本発明にかかるガス
分析装置は、赤外光束を照射する光源を共通化すること
としたので、該光源の輝度の変動による測定誤差の値も
一致する。したがって、該測定誤差は相殺されることと
となり、試料ガス中の測定対象成分の濃度を正確に測定
することが可能となる。
検出手段の検出用光源の電源を共通化することとしたの
で、各検出手段における電源ノイズに起因する測定誤差
の値も一致する。したがって、該測定誤差は相殺される
こととなり、試料ガス中の測定対象成分の濃度を正確に
測定することが可能となる。また、本発明にかかるガス
分析装置は、赤外光束を照射する光源を共通化すること
としたので、該光源の輝度の変動による測定誤差の値も
一致する。したがって、該測定誤差は相殺されることと
となり、試料ガス中の測定対象成分の濃度を正確に測定
することが可能となる。
【００１５】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セルは、少なくとも二つのセル部よりなり、うすい測
定対象成分の場合には、該セル部の光路長を長く、濃い
測定対象成分の場合には、該セル部の光路長を短く形成
することとしたので、各検出手段の出力のバランスが向
上し、試料ガス中の各種成分の濃度を高感度で測定する
ことが可能となる。
料セルは、少なくとも二つのセル部よりなり、うすい測
定対象成分の場合には、該セル部の光路長を長く、濃い
測定対象成分の場合には、該セル部の光路長を短く形成
することとしたので、各検出手段の出力のバランスが向
上し、試料ガス中の各種成分の濃度を高感度で測定する
ことが可能となる。
【００１６】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セルと検出手段の間に位置する、赤外光束の通過コー
ス上には、他の検出手段に封入された成分と同一成分の
ガスを封入したガスフィルターを設置することとしたの
で、試料セルを透過した赤外光束のうち、該検出手段に
封入されたガス固有の波長と実質的に同一波長の赤外光
束のみを透過する、したがって、検出手段のガス封入室
内に測定対象外の成分が混入していたとしても、該測定
対象外の成分が赤外光束を吸収することに起因する測定
誤差を防ぎ、試料ガス中の測定対象成分のみの濃度を正
確に測定することが可能となる。
料セルと検出手段の間に位置する、赤外光束の通過コー
ス上には、他の検出手段に封入された成分と同一成分の
ガスを封入したガスフィルターを設置することとしたの
で、試料セルを透過した赤外光束のうち、該検出手段に
封入されたガス固有の波長と実質的に同一波長の赤外光
束のみを透過する、したがって、検出手段のガス封入室
内に測定対象外の成分が混入していたとしても、該測定
対象外の成分が赤外光束を吸収することに起因する測定
誤差を防ぎ、試料ガス中の測定対象成分のみの濃度を正
確に測定することが可能となる。
【００１７】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セルと検出手段の間の位置する、赤外光束の通過コー
ス上には、試料セルを透過した赤外光束のうち、該他の
検出手段に封入されたガス固有の波長をカットする光学
フィルターを設置することとしたので、検出手段のガス
封入室内に測定対象外の成分が混入していたとしても、
該測定対象外の成分が赤外光束を吸収することに起因す
る測定誤差を防ぎ、試料ガス中の測定対象成分のみの濃
度を正確に測定することが可能となる。
料セルと検出手段の間の位置する、赤外光束の通過コー
ス上には、試料セルを透過した赤外光束のうち、該他の
検出手段に封入されたガス固有の波長をカットする光学
フィルターを設置することとしたので、検出手段のガス
封入室内に測定対象外の成分が混入していたとしても、
該測定対象外の成分が赤外光束を吸収することに起因す
る測定誤差を防ぎ、試料ガス中の測定対象成分のみの濃
度を正確に測定することが可能となる。
【００１８】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セルの出射窓部には、集光レンズを用いることとした
ので、試料セルを透過する赤外光束を検出手段に効率良
く集光する。したがって、検出手段は試料セル中の測定
対象成分の濃度を正確に測定する。さらに、試料セルの
出射窓部及び集光レンズをそれぞれ別個に設けるものに
比較してコストを低減する。また、本発明にかかるガス
分析装置は、試料セルをその内部が光学研磨されたライ
トパイプとすることとしたので、光源からの赤外光束は
試料セルを効率良く透過する。したがって、検出手段は
試料セル中の測定対象成分の濃度を正確に測定すること
が可能となる。。
料セルの出射窓部には、集光レンズを用いることとした
ので、試料セルを透過する赤外光束を検出手段に効率良
く集光する。したがって、検出手段は試料セル中の測定
対象成分の濃度を正確に測定する。さらに、試料セルの
出射窓部及び集光レンズをそれぞれ別個に設けるものに
比較してコストを低減する。また、本発明にかかるガス
分析装置は、試料セルをその内部が光学研磨されたライ
トパイプとすることとしたので、光源からの赤外光束は
試料セルを効率良く透過する。したがって、検出手段は
試料セル中の測定対象成分の濃度を正確に測定すること
が可能となる。。
【００１９】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セルを複数箇所で屈曲させ、該試料セルの屈曲した位
置に反射鏡をそれぞれ配置することとしたので、試料セ
ルは、その光路全長を短くすることなく小型化し、した
がって装置は小型化する。また、本発明にかかるガス分
析装置は、試料セル中の試料ガスの温度を一定に保つこ
とが可能な恒温手段を備えることとしたので、外気温
度、試料セル中の温度の変化による測定誤差を防ぎ、長
時間にわたる装置の使用においても正確かつ安定した測
定結果を得ることが可能となる。
料セルを複数箇所で屈曲させ、該試料セルの屈曲した位
置に反射鏡をそれぞれ配置することとしたので、試料セ
ルは、その光路全長を短くすることなく小型化し、した
がって装置は小型化する。また、本発明にかかるガス分
析装置は、試料セル中の試料ガスの温度を一定に保つこ
とが可能な恒温手段を備えることとしたので、外気温
度、試料セル中の温度の変化による測定誤差を防ぎ、長
時間にわたる装置の使用においても正確かつ安定した測
定結果を得ることが可能となる。
【００２０】また、本発明にかかるガス分析装置は、試
料セル中の試料ガスの混合状態を均一にすることが可能
な手段を備えることとしたので、光源からの赤外光束や
外気温度の変化による試料ガスの対流、比重の差による
成分の偏在などを防ぎ、試料セル中の測定対象成分の濃
度を正確に測定することが可能となる。さらに、本発明
にかかるガス分析装置は、試料ガスが導かれた一の試料
セルと、赤外光束を照射する光源と前記試料セルの間に
位置する、赤外光束の通過コース上には、光源からの赤
外光束の一方が試料セルの長手方向を、他方が短手方向
を透過し、各対応検出手段にそれぞれ入射するように配
置された少なくとも一の反射鏡を備えることとしたの
で、試料ガスの試料セル内への導入を迅速に行え、試料
セル中の試料ガスが早く安定する。
料セル中の試料ガスの混合状態を均一にすることが可能
な手段を備えることとしたので、光源からの赤外光束や
外気温度の変化による試料ガスの対流、比重の差による
成分の偏在などを防ぎ、試料セル中の測定対象成分の濃
度を正確に測定することが可能となる。さらに、本発明
にかかるガス分析装置は、試料ガスが導かれた一の試料
セルと、赤外光束を照射する光源と前記試料セルの間に
位置する、赤外光束の通過コース上には、光源からの赤
外光束の一方が試料セルの長手方向を、他方が短手方向
を透過し、各対応検出手段にそれぞれ入射するように配
置された少なくとも一の反射鏡を備えることとしたの
で、試料ガスの試料セル内への導入を迅速に行え、試料
セル中の試料ガスが早く安定する。
【００２１】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例に
ついて説明する。なお、いずれの図面も本実施例のガス
分析装置の基本的構造を示しているに過ぎず、本発明の
技術的思想を有するものであれば形状の相違や他の付属
物があっても問題ではない。図１には、本発明の一実施
例にかかるガス分析装置の特徴的事項である検出手段１
０の概略構成図が示されている。なお、本実施例では、
例えば試料ガスとして呼気を想定し、該呼気中の12ＣＯ
2及び13ＣＯ2濃度を測定する場合について説明する。図
示のように、試料ガス中を透過した赤外光束Ｌは、検出
手段１０の入射窓部１２を透過し、チャンバー１４の一
端からガス封入室１４ａ内に入射する。
ついて説明する。なお、いずれの図面も本実施例のガス
分析装置の基本的構造を示しているに過ぎず、本発明の
技術的思想を有するものであれば形状の相違や他の付属
物があっても問題ではない。図１には、本発明の一実施
例にかかるガス分析装置の特徴的事項である検出手段１
０の概略構成図が示されている。なお、本実施例では、
例えば試料ガスとして呼気を想定し、該呼気中の12ＣＯ
2及び13ＣＯ2濃度を測定する場合について説明する。図
示のように、試料ガス中を透過した赤外光束Ｌは、検出
手段１０の入射窓部１２を透過し、チャンバー１４の一
端からガス封入室１４ａ内に入射する。
【００２２】ここで、チャンバー１４のガス封入室１４
ａには、例えば13ＣＯ2ガスのみが封入されており、該
13ＣＯ2ガスは、ガス封入室１４ａに入射した赤外光束
Ｌのうち、13ＣＯ2ガス固有の波長と同一波長の赤外光
束のみを吸収する。そして、該13ＣＯ2ガスが前記赤外
光束を吸収して温度上昇すると、ガス封入室１４ａ内の
圧力を増加させる。一方、チャンバ１４のガス封入室１
４ａには、気体の圧力の変化に応じて表面が撓むように
薄膜で形成された可変鏡１６が設けられている。この可
変鏡１６上には、検出手段１０の検出用光源１８から照
射された光Ｌ’が、一対のコンデンサレンズ２０及び２
２と、格子２４を通過し、チャンバ１４の他端に設けら
れたレンズ２６により集光されている。
ａには、例えば13ＣＯ2ガスのみが封入されており、該
13ＣＯ2ガスは、ガス封入室１４ａに入射した赤外光束
Ｌのうち、13ＣＯ2ガス固有の波長と同一波長の赤外光
束のみを吸収する。そして、該13ＣＯ2ガスが前記赤外
光束を吸収して温度上昇すると、ガス封入室１４ａ内の
圧力を増加させる。一方、チャンバ１４のガス封入室１
４ａには、気体の圧力の変化に応じて表面が撓むように
薄膜で形成された可変鏡１６が設けられている。この可
変鏡１６上には、検出手段１０の検出用光源１８から照
射された光Ｌ’が、一対のコンデンサレンズ２０及び２
２と、格子２４を通過し、チャンバ１４の他端に設けら
れたレンズ２６により集光されている。
【００２３】この可変鏡１６上に集光した検出用光源１
８からの光Ｌ’は、この可変鏡１６で反射され、再びレ
ンズ２６を通して先程透過した格子像を格子２４上に結
像する。このとき、可変鏡１６が、ガス封入室内１４ａ
内の圧力増加により撓んでいると、格子像と格子２４に
ズレが生じ、そのズレによって光Ｌ’が僅かに漏れる。
その漏れた光Ｌ’はコンデンサレンズ２０及び２２を透
過し、反射鏡２８により検出部３０に投射される。
８からの光Ｌ’は、この可変鏡１６で反射され、再びレ
ンズ２６を通して先程透過した格子像を格子２４上に結
像する。このとき、可変鏡１６が、ガス封入室内１４ａ
内の圧力増加により撓んでいると、格子像と格子２４に
ズレが生じ、そのズレによって光Ｌ’が僅かに漏れる。
その漏れた光Ｌ’はコンデンサレンズ２０及び２２を透
過し、反射鏡２８により検出部３０に投射される。
【００２４】この検出部３０に投射された検出用光源１
８からの光Ｌ’の光量と、検出手段１０に入射し、ガス
封入室１４ａ内の13ＣＯ2ガスに吸収された赤外光束Ｌ
の光量が比例しているため、検出手段１０に入射された
赤外光束Ｌのうち、13ＣＯ2ガス固有の波長と同一波長
の赤外光束のみの強度が測定できるように構成されてい
る。
８からの光Ｌ’の光量と、検出手段１０に入射し、ガス
封入室１４ａ内の13ＣＯ2ガスに吸収された赤外光束Ｌ
の光量が比例しているため、検出手段１０に入射された
赤外光束Ｌのうち、13ＣＯ2ガス固有の波長と同一波長
の赤外光束のみの強度が測定できるように構成されてい
る。
【００２５】図２には、本発明にかかるガス分析装置の
第一実施例が示されている。同図に示すガス分析装置３
２は、赤外光束を照射する光源３４と、光源３４からの
赤外光束を断続光とする回転セクタ３６と、第一セル部
３８ａと第二セル部３８ｂよりなる試料セル３８と、前
記図１に示した検出手段１０に13ＣＯ2ガスのみを封入
した第一検出手段１０ａと、12ＣＯ2ガスのみを封入し
た第二検出手段１０ｂと、第一増幅器４０及び第二増幅
器４２と、指示計４４を備える。前記試料セル３８は、
前述のように第一セル部３８ａ及び第二セル部３８ｂか
らなるが、各光路長は測定成分により選択される。すな
わち、第一セル部３８ａと第二セル部３８ｂは、各光路
長が呼気中の12ＣＯ2及び13ＣＯ2ガスの混合比と対応す
るように形成されている。
第一実施例が示されている。同図に示すガス分析装置３
２は、赤外光束を照射する光源３４と、光源３４からの
赤外光束を断続光とする回転セクタ３６と、第一セル部
３８ａと第二セル部３８ｂよりなる試料セル３８と、前
記図１に示した検出手段１０に13ＣＯ2ガスのみを封入
した第一検出手段１０ａと、12ＣＯ2ガスのみを封入し
た第二検出手段１０ｂと、第一増幅器４０及び第二増幅
器４２と、指示計４４を備える。前記試料セル３８は、
前述のように第一セル部３８ａ及び第二セル部３８ｂか
らなるが、各光路長は測定成分により選択される。すな
わち、第一セル部３８ａと第二セル部３８ｂは、各光路
長が呼気中の12ＣＯ2及び13ＣＯ2ガスの混合比と対応す
るように形成されている。
【００２６】本実施例では、たとえば呼気中の12ＣＯ2
と13ＣＯ2の混合比がＬ：ｌ（Ｌ＞＞ｌ）である場合に
は、試料セル３８の第一セル部３８ａと第二セル部３８
ｂの光路長の比がＬ：ｌとなるように形成されている。
すなわち、うすい13ＣＯ2ガスの場合には、光路長を長
くとり、濃い12ＣＯ2ガスの場合には、光路長を短くと
るように形成されている。また、試料セル３８の第一セ
ル部３８ａには、赤外光束Ｌ1が透過する部分に平凸状
の第一集光レンズ４６が、第二セル部３８ｂには、赤外
光束Ｌ2が透過する部分に平凸状の第二集光レンズ４８
がそれぞれ設けられている。この第一集光レンズ４６及
び第二集光レンズ４８は、光を充分に透過するように、
かつ、試料セル３８を透過する赤外光束を第一検出手段
１０ａ及び第二検出手段１０ｂにそれぞれ集光するよう
になっている。
と13ＣＯ2の混合比がＬ：ｌ（Ｌ＞＞ｌ）である場合に
は、試料セル３８の第一セル部３８ａと第二セル部３８
ｂの光路長の比がＬ：ｌとなるように形成されている。
すなわち、うすい13ＣＯ2ガスの場合には、光路長を長
くとり、濃い12ＣＯ2ガスの場合には、光路長を短くと
るように形成されている。また、試料セル３８の第一セ
ル部３８ａには、赤外光束Ｌ1が透過する部分に平凸状
の第一集光レンズ４６が、第二セル部３８ｂには、赤外
光束Ｌ2が透過する部分に平凸状の第二集光レンズ４８
がそれぞれ設けられている。この第一集光レンズ４６及
び第二集光レンズ４８は、光を充分に透過するように、
かつ、試料セル３８を透過する赤外光束を第一検出手段
１０ａ及び第二検出手段１０ｂにそれぞれ集光するよう
になっている。
【００２７】本実施例にかかるガス分析装置３２は、概
略以上のように構成され、以下にその作用について説明
する。光源３４から照射された二つの赤外光束Ｌ1及び
Ｌ2は、回転セクタ３６により断続光となり、一方の赤
外光束Ｌ1が試料セル３８の第一セル部３８ａに入射す
る。第一セル部３８ａに入射した赤外光束Ｌ1は、第一
集光レンズ４６に集光され、該第一セル部３８ａを透過
し、第一検出手段１０ａに達する。また、他方の赤外光
束Ｌ2が第二セル部３８ｂに入射する。第二セル部３８
ｂに入射した赤外光束Ｌ2は、第二集光レンズ４８に集
光され、第二検出手段１０ｂに達する。
略以上のように構成され、以下にその作用について説明
する。光源３４から照射された二つの赤外光束Ｌ1及び
Ｌ2は、回転セクタ３６により断続光となり、一方の赤
外光束Ｌ1が試料セル３８の第一セル部３８ａに入射す
る。第一セル部３８ａに入射した赤外光束Ｌ1は、第一
集光レンズ４６に集光され、該第一セル部３８ａを透過
し、第一検出手段１０ａに達する。また、他方の赤外光
束Ｌ2が第二セル部３８ｂに入射する。第二セル部３８
ｂに入射した赤外光束Ｌ2は、第二集光レンズ４８に集
光され、第二検出手段１０ｂに達する。
【００２８】ここで、試料セル３８に導かれた呼気中の
12ＣＯ2、13ＣＯ2の濃度に対応して第一検出手段１０ａ
及び第二検出手段１０ｂに達する光源３４からの赤外光
束の光量が変化する。第一セル部３８ａを透過した赤外
光束Ｌ1が第一検出手段１０ａに入射すると、その第一
検出手段１０ａに封入される13ＣＯ2ガスが、第一セル
部３８ａを透過した赤外光束のうち、13ＣＯ2ガス固有
の波長と同一波長の赤外光束を吸収する。該13ＣＯ2ガ
スが、その固有の波長と同一波長の赤外光束を吸収する
と、該光量に対応してガス封入室１４ａ内の温度を上昇
させ、圧力を増加させることとなる。第一検出手段１０
ａは、13ＣＯ2ガスが封入されたガス封入室１４ａ内の
圧力増加に基づき、試料セル３８中の13ＣＯ2ガス濃度
を測定する。
12ＣＯ2、13ＣＯ2の濃度に対応して第一検出手段１０ａ
及び第二検出手段１０ｂに達する光源３４からの赤外光
束の光量が変化する。第一セル部３８ａを透過した赤外
光束Ｌ1が第一検出手段１０ａに入射すると、その第一
検出手段１０ａに封入される13ＣＯ2ガスが、第一セル
部３８ａを透過した赤外光束のうち、13ＣＯ2ガス固有
の波長と同一波長の赤外光束を吸収する。該13ＣＯ2ガ
スが、その固有の波長と同一波長の赤外光束を吸収する
と、該光量に対応してガス封入室１４ａ内の温度を上昇
させ、圧力を増加させることとなる。第一検出手段１０
ａは、13ＣＯ2ガスが封入されたガス封入室１４ａ内の
圧力増加に基づき、試料セル３８中の13ＣＯ2ガス濃度
を測定する。
【００２９】第二セル部３８ｂを透過した赤外光束Ｌ2
が第二検出手段１０ｂに入射すると、その第二検出手段
１０ｂに封入される12ＣＯ2ガスが、第二セル部１６ｂ
を透過した赤外光束Ｌ2のうち、12ＣＯ2ガス固有の波長
と同一波長の赤外光束を吸収する。該12ＣＯ2ガスが、
その固有の波長と同一波長の赤外光束を吸収すると、該
光量に対応してガス封入室１４ａ内の温度を上昇させ、
圧力を増加させることとなる。第二検出手段１０ｂは、
12ＣＯ2ガスが封入されたガス封入室１４ａ内の圧力増
加に基づき、試料セル３８中の12ＣＯ2ガス濃度を測定
する。そして、その第一検出手段１０ａ及び第二検出１
０ｂからとり出された信号は、増幅器４０及び４２によ
りそれぞれ増幅された後、指示計４４により濃度として
指示される。
が第二検出手段１０ｂに入射すると、その第二検出手段
１０ｂに封入される12ＣＯ2ガスが、第二セル部１６ｂ
を透過した赤外光束Ｌ2のうち、12ＣＯ2ガス固有の波長
と同一波長の赤外光束を吸収する。該12ＣＯ2ガスが、
その固有の波長と同一波長の赤外光束を吸収すると、該
光量に対応してガス封入室１４ａ内の温度を上昇させ、
圧力を増加させることとなる。第二検出手段１０ｂは、
12ＣＯ2ガスが封入されたガス封入室１４ａ内の圧力増
加に基づき、試料セル３８中の12ＣＯ2ガス濃度を測定
する。そして、その第一検出手段１０ａ及び第二検出１
０ｂからとり出された信号は、増幅器４０及び４２によ
りそれぞれ増幅された後、指示計４４により濃度として
指示される。
【００３０】本実施例にかかるガス分析装置は、第一検
出手段１０ａには、13ＣＯ2ガスのみを封入することに
より、第一検出手段１０ａは、13ＣＯ2ガス固有の波長
と同一波長の赤外光束のみに感度を有することとなる。
したがって、第一検出手段１０ａは、13ＣＯ2ガスの吸
収のみ測定することとなる。また、第二検出手段１０ｂ
には、12ＣＯ2ガスのみを封入することにより、第二検
出手段１０ｂは、12ＣＯ2ガス固有の波長と同一波長の
赤外光束のみに感度を有することとなる。したがって、
第二検出手段１０ｂは、12ＣＯ2ガスの吸収のみ測定す
ることとなる。
出手段１０ａには、13ＣＯ2ガスのみを封入することに
より、第一検出手段１０ａは、13ＣＯ2ガス固有の波長
と同一波長の赤外光束のみに感度を有することとなる。
したがって、第一検出手段１０ａは、13ＣＯ2ガスの吸
収のみ測定することとなる。また、第二検出手段１０ｂ
には、12ＣＯ2ガスのみを封入することにより、第二検
出手段１０ｂは、12ＣＯ2ガス固有の波長と同一波長の
赤外光束のみに感度を有することとなる。したがって、
第二検出手段１０ｂは、12ＣＯ2ガスの吸収のみ測定す
ることとなる。
【００３１】なお、本実施例では、呼気中の12ＣＯ2ガ
ス及び13ＣＯ2ガス濃度を測定する場合について説明し
たが、該呼気中の各種成分の濃度を同時に測定すること
も可能である。すなわち、本実施例にかかるガス分析装
置では、検出手段１０に例えば窒素ガスのみを封入した
第三検出手段を試料セル３８にとり付ければ、試料ガス
中の12ＣＯ2ガス、13ＣＯ2ガス及び窒素ガス濃度を同時
に測定することが可能となる。また、本実施例では、第
一検出手段１０ａ及び第二検出手段１０ｂに対して一の
光源３４を用いることにより、各検出手段において、光
源３４の輝度の変動による測定誤差の値も一致する。し
たがって、該測定誤差は相殺されることとなり、呼気中
の12ＣＯ2ガス及び13ＣＯ2ガス濃度を正確に測定するこ
とが可能となる。
ス及び13ＣＯ2ガス濃度を測定する場合について説明し
たが、該呼気中の各種成分の濃度を同時に測定すること
も可能である。すなわち、本実施例にかかるガス分析装
置では、検出手段１０に例えば窒素ガスのみを封入した
第三検出手段を試料セル３８にとり付ければ、試料ガス
中の12ＣＯ2ガス、13ＣＯ2ガス及び窒素ガス濃度を同時
に測定することが可能となる。また、本実施例では、第
一検出手段１０ａ及び第二検出手段１０ｂに対して一の
光源３４を用いることにより、各検出手段において、光
源３４の輝度の変動による測定誤差の値も一致する。し
たがって、該測定誤差は相殺されることとなり、呼気中
の12ＣＯ2ガス及び13ＣＯ2ガス濃度を正確に測定するこ
とが可能となる。
【００３２】また、本実施例では、うすい13ＣＯ2ガス
の場合には、試料セルの光路長を長くとり、濃い12ＣＯ
2ガスの場合には、その光路長を短くとるように形成す
ることにより、各検出手段の出力のバランスが向上し、
呼気中の12ＣＯ2ガス及び13ＣＯ2ガス濃度をより正確に
測定することが可能となる。また、本実施例では、第一
検出手段１０ａ及び第二検出手段１０ｂの検出用光源１
８の電源を共通化することが好適であり、それによっ
て、各検出手段における電源ノイズに起因する測定誤差
の値も一致する。したがって、該測定誤差は相殺される
こととなり、試料ガス中の測定対象成分の濃度を正確に
測定する。また、本実施例では、試料セル３８の出射窓
部には、平凸状の集光レンズ４６及び４８を用いること
により、構造が比較的に簡単になると共に、コストを低
減する。
の場合には、試料セルの光路長を長くとり、濃い12ＣＯ
2ガスの場合には、その光路長を短くとるように形成す
ることにより、各検出手段の出力のバランスが向上し、
呼気中の12ＣＯ2ガス及び13ＣＯ2ガス濃度をより正確に
測定することが可能となる。また、本実施例では、第一
検出手段１０ａ及び第二検出手段１０ｂの検出用光源１
８の電源を共通化することが好適であり、それによっ
て、各検出手段における電源ノイズに起因する測定誤差
の値も一致する。したがって、該測定誤差は相殺される
こととなり、試料ガス中の測定対象成分の濃度を正確に
測定する。また、本実施例では、試料セル３８の出射窓
部には、平凸状の集光レンズ４６及び４８を用いること
により、構造が比較的に簡単になると共に、コストを低
減する。
【００３３】また、本実施例では、試料セル３８と第一
検出手段１０ａ及び第二検出手段１０ｂの間に位置す
る、赤外光束の通過コース上には、試料セルを透過した
赤外光束のうち、該他の検出手段に封入されたガス固有
の波長をカットするフィルター５０及び５２をそれぞれ
配置することが好適である。例えばフィルター５０及び
５２としては、ローパスフィルター及びハイパスフィル
ターなどの光学フィルターが一例としてあげられる。
検出手段１０ａ及び第二検出手段１０ｂの間に位置す
る、赤外光束の通過コース上には、試料セルを透過した
赤外光束のうち、該他の検出手段に封入されたガス固有
の波長をカットするフィルター５０及び５２をそれぞれ
配置することが好適である。例えばフィルター５０及び
５２としては、ローパスフィルター及びハイパスフィル
ターなどの光学フィルターが一例としてあげられる。
【００３４】本実施例では、フィルター５０としては、
第一セル部３８ａを透過した赤外光束Ｌ1のうち、12Ｃ
Ｏ2ガス固有の波長をカットするローパスフィルター
を、フィルター５２としては、第二セル部３８ｂを透過
した赤外光束Ｌ2のうち、13ＣＯ2ガス固有の波長をカッ
トするハイパスフィルターをそれぞれ配置している。さ
らに、前記フィルター５０及び５２としては、フィルタ
ー５０には12ＣＯ2ガスのみを、フィルター５２には、
13ＣＯ2ガスのみをそれぞれ封入したガスフィルターも
一例としてあげられる。それによって、第一検出手段１
０ａ乃至第二検出手段１０ｂのガス封入室１４ａ内に測
定対象外の成分が混入していたとしても、該測定対象外
の成分が赤外光束を吸収することに起因する測定誤差を
防ぎ、試料ガス中の測定成分のみの濃度を正確に測定す
ることが可能となる。
第一セル部３８ａを透過した赤外光束Ｌ1のうち、12Ｃ
Ｏ2ガス固有の波長をカットするローパスフィルター
を、フィルター５２としては、第二セル部３８ｂを透過
した赤外光束Ｌ2のうち、13ＣＯ2ガス固有の波長をカッ
トするハイパスフィルターをそれぞれ配置している。さ
らに、前記フィルター５０及び５２としては、フィルタ
ー５０には12ＣＯ2ガスのみを、フィルター５２には、
13ＣＯ2ガスのみをそれぞれ封入したガスフィルターも
一例としてあげられる。それによって、第一検出手段１
０ａ乃至第二検出手段１０ｂのガス封入室１４ａ内に測
定対象外の成分が混入していたとしても、該測定対象外
の成分が赤外光束を吸収することに起因する測定誤差を
防ぎ、試料ガス中の測定成分のみの濃度を正確に測定す
ることが可能となる。
【００３５】また、本実施例では、試料セル３８をその
内部が光学研磨されたライトパイプとすることが好適で
あり、それによって、光源３４からの赤外光束は試料セ
ル３８を効率良く透過する。したがって、第一検出手段
１０ａ及び第二検出手段１０ｂは、試料セル３８中の測
定対象成分の濃度を正確に測定することが可能となる。
また、本実施例では、試料セル３８中の試料ガスの温度
を一定に保つことが可能な恒温手段を備えることが好適
であり、それによって、外気温度、試料セル３８中の温
度の変化による測定誤差を防ぎ、長時間にわたるガス分
析装置３２の使用においても正確かつ安定した測定結果
を得ることが可能となる。
内部が光学研磨されたライトパイプとすることが好適で
あり、それによって、光源３４からの赤外光束は試料セ
ル３８を効率良く透過する。したがって、第一検出手段
１０ａ及び第二検出手段１０ｂは、試料セル３８中の測
定対象成分の濃度を正確に測定することが可能となる。
また、本実施例では、試料セル３８中の試料ガスの温度
を一定に保つことが可能な恒温手段を備えることが好適
であり、それによって、外気温度、試料セル３８中の温
度の変化による測定誤差を防ぎ、長時間にわたるガス分
析装置３２の使用においても正確かつ安定した測定結果
を得ることが可能となる。
【００３６】さらに、本実施例では、試料セル３８中の
試料ガスの混合状態を均一にすることが可能な手段を備
えることが好適であり、それによって、光源３４からの
赤外光束や外気温度の変化による試料ガスの対流、比重
の差による成分の偏在などを防ぎ、試料セル３８中の測
定対象成分の濃度を正確に測定することが可能となる。
すなわち、本実施例では、試料セル３８には、試料ガス
を試料セル３８内に導くための導入部５４及び５６が、
試料セル３８中の試料ガスを導出するための導出部５８
がそれぞれ設けられており、導入部５４、５６、及び導
出部５８を介して試料セル３８内の試料ガスを循環させ
る構成としている。
試料ガスの混合状態を均一にすることが可能な手段を備
えることが好適であり、それによって、光源３４からの
赤外光束や外気温度の変化による試料ガスの対流、比重
の差による成分の偏在などを防ぎ、試料セル３８中の測
定対象成分の濃度を正確に測定することが可能となる。
すなわち、本実施例では、試料セル３８には、試料ガス
を試料セル３８内に導くための導入部５４及び５６が、
試料セル３８中の試料ガスを導出するための導出部５８
がそれぞれ設けられており、導入部５４、５６、及び導
出部５８を介して試料セル３８内の試料ガスを循環させ
る構成としている。
【００３７】図３には、本発明にかかるガス分析装置の
第二実施例が示されている。なお、前記第一実施例と対
応する部分には符号１００を付して示し説明を省略す
る。同図に示すガス分析装置６０は、試料セル１３８を
複数箇所で屈曲させ、該試料セル１３８の屈曲した位置
に反射鏡６２を設置している。本実施例にかかるガス分
析装置６０は、前記第一実施例と同様に、構造が簡単で
しかも高堅牢性である、さらにいろいろな測定成分に対
して高い選択性が得られるなどの長所を有する装置であ
るが、試料セル１３８を屈曲することにより、該試料セ
ル１３８は、その光路全長を短くすることなく小型化
し、ガス分析装置６２は小型化する。
第二実施例が示されている。なお、前記第一実施例と対
応する部分には符号１００を付して示し説明を省略す
る。同図に示すガス分析装置６０は、試料セル１３８を
複数箇所で屈曲させ、該試料セル１３８の屈曲した位置
に反射鏡６２を設置している。本実施例にかかるガス分
析装置６０は、前記第一実施例と同様に、構造が簡単で
しかも高堅牢性である、さらにいろいろな測定成分に対
して高い選択性が得られるなどの長所を有する装置であ
るが、試料セル１３８を屈曲することにより、該試料セ
ル１３８は、その光路全長を短くすることなく小型化
し、ガス分析装置６２は小型化する。
【００３８】第４図には、本発明にかかるガス分析装置
の第三実施例が示されている。なお、前記第一実施例と
対応する部分には符号１００を付して示し説明を省略す
る。本実施例では、大気中の13ＣＯ2ガスの影響が小さ
い場合を想定しており、同図に示すガス分析装置６４
は、赤外光束を照射する光源１３４の前方には、ビーム
スプリッタ６６が設置され、このビームスプリッタ６６
により二分割された赤外光束は、一方Ｌ1が、試料セル
６８の長手方向を透過し、第一検出手段１１０ａに入射
するように構成されている。ビームスプリッタ６６によ
り二分割された赤外光束のうち、他方の赤外光束Ｌ
2が、反射鏡７０及び７２で反射された後、試料セル６
８の側面に設けられた入射窓部６８ａから該試料セル６
８の短手方向を透過し、第二検出手段１１０ｂに入射す
るように構成されている。
の第三実施例が示されている。なお、前記第一実施例と
対応する部分には符号１００を付して示し説明を省略す
る。本実施例では、大気中の13ＣＯ2ガスの影響が小さ
い場合を想定しており、同図に示すガス分析装置６４
は、赤外光束を照射する光源１３４の前方には、ビーム
スプリッタ６６が設置され、このビームスプリッタ６６
により二分割された赤外光束は、一方Ｌ1が、試料セル
６８の長手方向を透過し、第一検出手段１１０ａに入射
するように構成されている。ビームスプリッタ６６によ
り二分割された赤外光束のうち、他方の赤外光束Ｌ
2が、反射鏡７０及び７２で反射された後、試料セル６
８の側面に設けられた入射窓部６８ａから該試料セル６
８の短手方向を透過し、第二検出手段１１０ｂに入射す
るように構成されている。
【００３９】図５には、本発明にかかるガス分析装置の
第四実施例が示されている。なお、前記第一乃至第三実
施例と対応する部分には符号１００を付して示し説明を
省略する。本実施例では、大気中の13ＣＯ2ガスの影響
が大きい場合を想定しており、同図に示すガス分析装置
７４は、試料ガスである呼気が導かれる試料セル１６８
と、窒素ガスの封入されるセル７６を備える。光源１３
４から照射された赤外光束は、一方Ｌ1が、試料セル１
６８の長手方向を透過し、第一検出手段１１０ａに入射
するように構成されている。光源１３４から照射された
赤外光束のうち、他方の赤外光束Ｌ2が、窒素ガスの封
入されるセル７６と試料セル１６８の短手方向を透過し
た後、第二検出手段１１０ｂに入射するように構成され
ている。
第四実施例が示されている。なお、前記第一乃至第三実
施例と対応する部分には符号１００を付して示し説明を
省略する。本実施例では、大気中の13ＣＯ2ガスの影響
が大きい場合を想定しており、同図に示すガス分析装置
７４は、試料ガスである呼気が導かれる試料セル１６８
と、窒素ガスの封入されるセル７６を備える。光源１３
４から照射された赤外光束は、一方Ｌ1が、試料セル１
６８の長手方向を透過し、第一検出手段１１０ａに入射
するように構成されている。光源１３４から照射された
赤外光束のうち、他方の赤外光束Ｌ2が、窒素ガスの封
入されるセル７６と試料セル１６８の短手方向を透過し
た後、第二検出手段１１０ｂに入射するように構成され
ている。
【００４０】ここで、大気中に多く含まれる窒素ガスの
影響による測定誤差を相殺するためには、試料セル１６
８とセル７６の光路長を、窒素ガスについてほぼ光学的
に同一となるように形成することが好適である。このよ
うに、第四実施例及び第五実施例にかかるガス分析装置
は、前記第一実施例と同様に、構造が簡単でしかも高堅
牢性である、さらにいろいろな測定成分に対して高い選
択性が得られるなどの長所を有する装置であるが、光源
からの赤外光束が、一の試料セルの長手方向及び短手方
向を透過するように構成することにより、試料ガスの試
料セル内への導入を迅速に行え、試料セル中の試料ガス
を早く安定させることができる。
影響による測定誤差を相殺するためには、試料セル１６
８とセル７６の光路長を、窒素ガスについてほぼ光学的
に同一となるように形成することが好適である。このよ
うに、第四実施例及び第五実施例にかかるガス分析装置
は、前記第一実施例と同様に、構造が簡単でしかも高堅
牢性である、さらにいろいろな測定成分に対して高い選
択性が得られるなどの長所を有する装置であるが、光源
からの赤外光束が、一の試料セルの長手方向及び短手方
向を透過するように構成することにより、試料ガスの試
料セル内への導入を迅速に行え、試料セル中の試料ガス
を早く安定させることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるガス
分析装置によれば、構造が簡単でしかも高堅牢性であ
る、さらにいろいろな測定成分に対して高い選択性が得
られるなどの長所を有することの他に、従来に比較して
感度の向上を図ることができる。
分析装置によれば、構造が簡単でしかも高堅牢性であ
る、さらにいろいろな測定成分に対して高い選択性が得
られるなどの長所を有することの他に、従来に比較して
感度の向上を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例にかかるガス分析装置の検出
手段の構成説明図である。
手段の構成説明図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるガス分析装置の構成
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の一実施例にかかるガス分析装置の構成
説明図である。
説明図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるガス分析装置の構成
説明図である。
説明図である。
【図５】本発明の一実施例にかかるガス分析装置の構成
説明図である。
説明図である。
１０ａ，１０ｂ，１１０ａ，１１０ｂ 検出手段 ３４，１３４ 光源 ３８，１３８，６８，１６８ 試料セル ４６，４８，１４６，１４８ 集光レンズ ５０，５２，１５０，１５２ フィルター ５４，５６，１５４，１５６ 試料ガス導入部 ５８，１５８ 試料ガス導出部 ６２，１６２ 反射鏡
Claims (14)
- 【請求項１】 赤外光束を照射する光源と、試料ガスが
導かれ、前記光源からの赤外光束が該試料ガスを通過す
るように設置された試料セルと、吸収体が封入され、前
記試料セルを透過した赤外光束が該吸収体を通過するよ
うに設置され、赤外光束が該吸収体に吸収されるときに
上昇する吸収体封入室内の温度による圧力増加を光学的
に検知し、該圧力の増加値に基づき、試料ガス中の測定
対象成分の濃度を測定する検出手段と、を備えたガス分
析装置において、 前記検出手段に封入される吸収体として、測定対象成分
と同一成分のガスを用いることを特徴とするガス分析装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載のガス分析装置において、 前記試料ガス中の各種成分の濃度を測定する場合には、
複数の測定対象成分と各同一成分のガスが封入された検
出手段を少なくとも二つ配置したことを特徴とするガス
分析装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のガス分析装置において、 前記検出手段の少なくとも一つには、参照対象成分ガス
を封入し、他の検出手段には、測定対象成分と同一成分
のガスを封入し、測定対象成分と同一成分のガスの封入
された検出手段から得られる濃度の値を、参照対象ガス
が封入された検出手段から得られる濃度の値と比較する
比較手段を備えたことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項４】 請求項２乃至３のいずれかに記載のガス
分析装置において、 前記各検出手段の検出用光源の電源を共通化したことを
特徴とするガス分析装置。 - 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれかに記載のガス
分析装置において、 前記赤外光束を照射する光源を共通化したことを特徴と
するガス分析装置。 - 【請求項６】 請求項２乃至５のいずれかに記載のガス
分析装置において、 前記試料セルは、少なくとも二つのセル部よりなり、う
すい測定対象成分の場合には該セル部の光路長を長く、
濃い測定対象成分の場合には該セル部の光路長を短く形
成したことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載のガス
分析装置において、 前記試料セルと検出手段の間に位置する、赤外光束の通
過コース上には、他の検出手段に封入された成分と同一
成分のガスを封入したガスフィルターを設置したことを
特徴とするガス分析装置。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載のガス
分析装置において、 前記試料セルと検出手段の間の位置する、赤外光束の通
過コース上には、試料セルを透過した赤外光束のうち、
他の検出手段に封入されたガス固有の波長をカットする
光学フィルターを設置したことを特徴とするガス分析装
置。 - 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載のガス
分析装置において、 前記試料セルの出射窓部には、集光レンズを用いたこと
を特徴とするガス分析装置。 - 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれかに記載のガ
ス分析装置において、 前記試料セルをその内部が光学研磨されたライトパイプ
としたことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
ガス分析装置において、 前記試料セルを複数箇所で屈曲させ、該試料セルの屈曲
した位置に反射鏡をそれぞれ配置したことを特徴とする
ガス分析装置。 - 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかに記載の
ガス分析装置において、 前記試料セル中の試料ガスの温度を一定に保つことが可
能な恒温手段を備えたことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれかに記載の
ガス分析装置において、 前記試料セル中の試料ガスの混合状態を均一にすること
が可能な手段を備えたことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれかに記載の
ガス分析装置において、 試料ガスが導かれた一の試料セルと、 前記赤外光束を照射する光源と前記試料セルの間に位置
する、赤外光束の通過コース上には、前記光源からの赤
外光束の一方が前記試料セルの長手方向を、他方が短手
方向を透過し、前記各対応検出手段にそれぞれ入射する
ように配置された少なくとも一の反射鏡と、 を備えることを特徴とするガス分析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12904295A JPH08304282A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | ガス分析装置 |
| US08/632,881 US5689114A (en) | 1995-04-28 | 1996-04-16 | Gas analyzing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12904295A JPH08304282A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | ガス分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304282A true JPH08304282A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14999662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12904295A Pending JPH08304282A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | ガス分析装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5689114A (ja) |
| JP (1) | JPH08304282A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003501653A (ja) * | 1999-06-08 | 2003-01-14 | ツェー・エス・クリーン・ジステームス・アクチエンゲゼルシャフト | 分析装置 |
| JP2003507703A (ja) * | 1999-08-13 | 2003-02-25 | リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミネソタ | 同位体比率を測定するための赤外分光計 |
| JP2009058527A (ja) * | 1997-08-18 | 2009-03-19 | Abb Patent Gmbh | 多成分を測定するためのｎｄｉｒ光度計 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |