JPH0875642A

JPH0875642A - 赤外線ガス分析計

Info

Publication number: JPH0875642A
Application number: JP23586894A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Hirose; 勝敏広瀬; Masaaki Nakamura; 正明中村; Akira Shimozono; 亮下薗
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】１台の赤外線ガス分析計で、複数の成分ガス
濃度を検出し、赤外線検出センサ間の感度レベル調整を
不用とするとともに、高い干渉補正精度を得る。【構成】測定セル２と基準セル３とが並列に配置さ
れ、各セルに照射される赤外線の透過量の比較に基づい
て試料ガスの成分濃度を検出する赤外線ガス分析計に
は、測定対象成分ガスに対応する光学フィルタ６を備
え、赤外線を交互に光学フィルタ６を経て通過させるフ
ィルタ回転式チョッパ５と、透過した赤外線の光量を検
出し光量信号を出力する光導電型赤外線センサ１０と、
光量信号を基に、測定対象成分ガスの濃度を演算出力す
る信号処理回路１１が設けられている。これにより、１
個の赤外線検出センサ１０で、複数の成分ガス濃度が検
出でき、赤外線センサ間の感度調整は不用になる。ま
た、測定成分間の濃度比が大きく低濃度成分側への干渉
が無視できない場合でも、高い干渉補正精度が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の低濃度排気
ガスＣＯ・ＣＯ2 計等に用いられる赤外線ガス分析計に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の赤外線ガス分析計として
は、例えば特開昭６３ー１５９７２７号公報に開示され
ているものがある。図５はこの従来の赤外線ガス分析計
の説明図である。試料ガスが供給されている測定セル５
２に、赤外線光源５１より出射された赤外線を入射する
と、赤外線の一部は試料ガスに吸収される。吸収される
赤外線の波長は、試料ガスの成分により決定され、光量
は各ガス成分の濃度により決定される。試料ガスにより
吸収された赤外線の残りは、チョッパモータ５７に供給
された信号周期で回転する回転チョッパ５８に遮られて
断続的光量信号となって光学フィルタ部５９に供給され
る。

【０００３】光学フィルタ部５９は、試料ガスの異なる
ガス成分により吸収される４つの赤外波長を通過させる
ように波長帯域が設定された４枚の光学フィルタを備え
ている。光学フィルタ部５９を通過したそれぞれの赤外
線の光量は４つの熱電型赤外線センサを備えている熱電
型赤外線センサ部６０により検出され４つの増幅器を備
えている増幅器部６１により増幅される。増幅器部６１
の出力は切り替えスイッチ６２により切り替えられ積分
型Ａ／Ｄ変換器６３に送られる。発振器５３から送出さ
れた基準周波数は分周器５４、５５および５６により分
周され、同期信号としてチョッパモータ５７、切り替え
スイッチ６２、および積分型Ａ／Ｄ型変換器６３に送ら
れる。積分型Ａ／Ｄ変換器６３により得られた積分値に
適当な信号処理を行うことにより、試料ガスの４つのガ
ス成分に対応する赤外線光量を同時に検出できる。な
お、回転チョッパ５８、光学フィルタ部５９および熱電
型赤外線センサ部６０は図６に示すように、半円板型の
回転チョッパ５８の回転軸５８ａを中心に同心円上に設
置されている。

【０００４】しかしながら、赤外線ガス分析計を用いて
ガス分析を行う場合には複数のガス成分が共存している
ため、検出された赤外線光量値の相互干渉を考慮する必
要がある。ガス成分の濃度レベルが近い場合には、相互
の干渉は無視できるが、濃度比が大きくなると低濃度側
のガス成分は干渉を無視できなくなる。干渉誤差範囲は
一般的性能として、その成分のフルスケール濃度レンジ
の±１％を許容値としている。例えば、ＣＯ１００ｐ
ｐｍ、ＣＯ2 ３％の測定レンジを有する分析計で同濃
度の試料ガスを測定する場合、ＣＯ計のＣＯ2 干渉値
は、光学フィルタの透過特性や構成等の条件に多少左右
されるが、ほぼ１０〜２０ｐｐｍに達する。この干渉値
をフルスケール濃度レンジ１００ｐｐｍの±１％になる
よう補正する干渉補正処理が必要になる。

【０００５】図５に示す従来の赤外線ガス分析計では、
それぞれのガス成分に対応する赤外線光量を別々の赤外
線センサを用いて検出するために、干渉補正を行う場合
には、赤外線センサ間の感度調整が必要となり回路が複
雑になる。また赤外線センサ間の感度調整によりノイズ
レベルが拡大するため、検出精度が低下し、干渉補正精
度が悪化する。従来、成分間の濃度比が大きく低濃度成
分側への干渉が無視できない場合に、許容範囲内の干渉
補正精度を保つ手段として、例えば、図７に示すよう
な、コンデンサーマイクロフォン型赤外線ガス分析計が
知られている。このコンデンサーマイクロフォン型赤外
線ガス分析計は、特開平１ー１７４９４３号公報におい
て開示されたものと同様のものである。

【０００６】試料ガスが供給されている測定セル７２お
よび不活性ガスが封入されている基準セル７３は互いに
平行配置される。赤外線光源７１から照射され、チョッ
パモータ７４により回転させられる変調用の回転チョッ
パ７５により遮られた断続的な赤外線がそれぞれのセル
に入射する。コンデンサーマイクロフォン型メイン検出
器７６およびコンデンサーマイクロフォン型干渉補正検
出器７７は測定セル７２および基準セル７３に対して光
学的に直列に配置される。測定対象成分ガスが封入され
たコンデンサーマイクロフォン型メイン検出器７６によ
り、測定対象成分Ｇ＋干渉成分Ｈに見合う検出出力ｇ＋
ｈを、また干渉成分の干渉量を検出するためのガス（メ
イン検出器と同じガス）が封入されたコンデンサーマイ
クロフォン型干渉補正検出器７７により、干渉成分Ｈに
見合う検出出力ｈをそれぞれ検出し、差動増幅器７８に
おいて前者から後者を差し引くことにより、干渉補正を
行うようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
赤外線ガス分析計においては、複数の目的成分を測定す
るために、目的成分に対応する光学フィルタを固定して
配置しているために、複数の赤外線検出センサを必要と
する。また干渉補正を行う場合には、検出センサ間の感
度調整が必要となり回路が複雑になる。さらに調整時に
生じるノイズレベルの拡大のため、検出精度が低下し、
干渉補正精度が悪化する。また、従来のコンデンサーマ
イクロフォン型赤外線ガス分析計では、干渉補正精度を
比較的容易に許容精度に保つことができるが、測定対象
成分ガスの濃度しか測定できず、干渉成分の濃度を測定
する場合には、別のガス分析計が必要である。

【０００８】したがって、本発明は上記従来の問題点に
鑑み、１台の赤外線ガス分析計で、複数の成分ガス濃度
を検出するとともに、赤外線検出センサの感度レベル調
整を不用とし、かつ測定成分間の濃度比が大きく低濃度
成分側への干渉が無視できない場合でも、許容範囲内の
高い干渉補正精度が得られる赤外線ガス分析計を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【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、試料ガスが供給される測定用セルと基準
ガスが封入される基準セルとが互いに並列に配置され、
各セルに照射される赤外線の透過量の比較に基づいて試
料ガスの成分濃度を検出する赤外線ガス分析計におい
て、測定対象成分ガスに対応する光学フィルタを備え、
前記測定用セルと基準セルを透過した赤外線を交互に前
記光学フィルタを経て通過させる光断続手段と、該光断
続手段を通過した赤外線の光量を検出し光量信号を出力
する１個の光量検出センサと、前記光量信号を基に、測
定対象成分ガスの濃度を演算し出力する信号処理手段と
を有するものとした。

【００１０】

【作用】本発明は、互いに並列に配置された、試料ガス
が供給される測定用セルと基準ガスが封入される基準セ
ルとを透過した赤外線を、測定対象成分ガスに対応する
光学フィルタを備えた光断続手段を交互に通過させ、複
数の測定ガス成分の光量信号を１つの光量検出センサ
で、測定する。信号処理手段で、測定された光量信号を
基に、測定対象成分ガスの濃度を演算し出力する。この
結果、赤外線検出センサ間の感度調整は不用になる。

【００１１】さらに、光断続手段として、複数の測定対
象成分ガスに対応した複数個の光学フィルタが回転方向
に順次配置された回転チョッパが用いられ、回転チョッ
パには、同期マークおよび前記複数個の光学フィルタの
位置に対応する位置マークと、前記同期マークおよび位
置マークをそれぞれ検出する同期マーク検出センサおよ
び位置マーク検出センサを設け、信号処理手段で、光量
検出センサからの光量信号から同一光学フィルタを通過
した赤外線の光量信号を選択して、選択した光量信号を
基に測定対象成分ガスの濃度を演算することにより、測
定成分間の濃度比が大きく低濃度成分側への干渉が無視
できない場合でも、許容範囲内の高い干渉補正精度が得
られる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の赤外線ガス分析計の実施例を
示すブロック図である。本実施例は試料ガス中のＣＯ、
ＣＯ2 およびＨ2 Ｏの３つの成分の濃度を検出する赤外
線ガス分析計である。赤外線を照射する赤外線光源１は
試料ガスが供給されている測定セル２および不活性ガス
が封入されている基準セル３に対して直列に設けられて
いる。測定セル２および基準セル３は互いに平行配置さ
れる。ＣＯ、ＣＯ2 およびＨ2 Ｏ用の３枚の光学フィル
タ６が具備されているフィルタ回転式チョッパ５の中心
に、フィルタ回転式チョッパ５を７０Ｈｚで回転させる
チョッパモータ４が取り付けられている。測定セル２お
よび基準セル３を透過した赤外線を光導電型赤外線検出
センサ１０に集光させる位置に集光器９が配置さ信号処
理回路１１に接続される。またフィルタ回転式チョッパ
５の横に配置された同期信号フォトセンサ７および位置
信号フォトセンサ８も信号処理回路１１に接続される。

【００１３】図２はフィルタ回転式チョッパ５の拡大図
である。フィルタ回転式チョッパ５上には、ＣＯ用光学
フィルタ６ａ、ＣＯ2 用光学フィルタ６ｂおよびＨ2 Ｏ
用光学フィルタ６ｃと同期マーク１２および位置マーク
１３ａ〜１３ｆが配置されている。位置マーク１３ａは
ＣＯ基準側位置検出用のマークであり、ＣＯ用光学フィ
ルタ６ａが、基準セル３を透過した赤外線を通す位置に
ある時に、位置信号フォトセンサ８の前を通過する位置
に取り付けられ、その幅は角度にして９度である。同様
に、位置マーク１３ｂはＣＯ2 測定側位置検出用の、位
置マーク１３ｃはＨ2 Ｏ基準側位置検出用の、位置マー
ク１３ｄはＣＯ測定側位置検出用の、位置マーク１３ｅ
はＣＯ2 基準側位置検出用の、位置マーク１３ｆはＨ2
Ｏ測定側位置検出用のマークである。同期マーク１２は
位置マーク１３ａの内側に配置され、幅は位置マークよ
り広くかつ隣接する位置マークに達しないように設定さ
れる。

【００１４】次に動作について説明する。赤外線光源１
より出射した赤外線は測定セル２および基準セル３に入
射する。不活性ガスが封入された基準セル３ではガスに
より赤外線が吸収されることはなく、入射した赤外線が
そのまま出射する。一方、測定セル２に入射した赤外線
は、試料ガス中のガス成分とその濃度に対応した波長と
光量の赤外線が吸収されて、出射する。測定セル２およ
び基準セル３から出射した赤外線は、フィルタ回転式チ
ョッパ５上の光学フィルタ６ａ、６ｂおよび６ｃの回転
により、光学フィルタ６ａ、６ｂおよび６ｃの透過波長
特性の範囲の赤外線が順次透過して集光器９を通り、光
導電型赤外線検出センサ１０に入射する。

【００１５】図３の（１）に同期信号ａ、位置信号ｂお
よびフィルタ回転式チョッパ５の１回転に対応する光導
電型赤外線検出センサ１０で検出された光量信号ｃを示
す。位置信号ｂは順次、位置マーク１３ａを検知したと
きのＣＯ基準側位置信号１３ａ’、同様にＣＯ2 測定側
位置信号１３ｂ’、Ｈ2 Ｏ基準側位置信号１３ｃ’、Ｃ
Ｏ測定側位置信号１３ｄ’、ＣＯ2 基準側位置信号１３
ｅ’、Ｈ2 Ｏ測定側位置信号１３ｆ’を示している。光
量信号ｃは、順次基準セル３およびＣＯ用フィルタを透
過したＣＯ基準側光量、同様にＣＯ2 測定側光量、Ｈ2
Ｏ基準側光量、ＣＯ測定側光量、ＣＯ2 基準側光量、Ｈ
2 Ｏ測定側光量を示している。光学バンドフィルタを回
転させているため、正確な光量を測定できる時間をＴと
すると、フィルタ回転式チョッパ５の周期は１／７０ｓ
ｅｃで、正確な光量を測定できる角度は９度なので、Ｔ
はＴ＝１／７０ｓｅｃ×９°／３６０° ＝０．５ｍｓｅｃとなる。同期マーク１２を同期信号フォトセンサ７で検
知した同期信号ａおよび位置マーク１３ａ〜１３ｆを位
置信号フォトセンサ８で検知した位置信号ｂを用いて、
信号処理回路１１で正確なタイミングで時間Ｔ間の赤外
線光量を測定する。

【００１６】次に、信号処理方法について、説明する。
信号処理回路１１の部分ブロック図を図４に示す。信号
処理回路１１はＣＯ成分測定用処理回路、ＣＯ2 成分測
定用処理回路およびＨ2 Ｏ成分測定用処理回路と各処理
回路に共通の増幅部および波形処理ゲートコントロール
回路から構成されている。ＣＯ成分測定用処理回路、Ｃ
Ｏ2 成分測定用処理回路およびＨ2 Ｏ成分測定用処理回
路は同一の回路であり信号処理方法も同じなので、ここ
ではＣＯ成分測処理回路のみを示し、ＣＯ成分を測定す
る場合を例として説明する。図３に示される位置マーク
１３ａの検出に基づく光量信号ｃもＣＯ基準側光量検出
値１と位置マーク１３ｄの検出に基づく光量信号ｃのＣ
Ｏ測定側光量検出値とは１８０度位相がずれている。こ
の時系列の異なる信号の差を精度良く取り出すために、
１つの加算積分器２４で積分するように信号処理回路１
１は構成されている。

【００１７】光導電型赤外線検出センサ１０で検出され
た光量信号ｃはプリアンプ２１に入力され増幅される。
増幅された光量信号ｃ’は、正メインアンプ２２ａおよ
び負メインアンプ２２ｂで正転信号および反転信号に分
岐される。同期信号フォトセンサ７および位置信号フォ
トセンサ８で検出された同期信号ａおよび位置信号ｂは
波形処理ゲートコントロール回路２０に入力する。シリ
アルなパルス信号である位置信号ｂからそれぞれのフィ
ルタの位置に対応する位置信号を特定するために同期信
号ａが用いられる。本実施例では位置マーク１３ａと同
期マーク１２を同位置に設けることにより、ＣＯ基準側
位置信号１３ａ’を起点として設定した。

【００１８】波形処理ゲートコントロール回路２０は、
ＣＯ成分の濃度算出処理のために、シリアルなパルス信
号である位置信号からパラレルな正転および反転パルス
信号を設定し、ラインＡ、Ｂ、ＣおよびＤを介して位置
信号切り出し回路２３へ、ラインＥを介して加算積分回
路２４へ、またラインＦを介してサンプルホールド回路
２５へ制御信号を送る。図３の（２）に、それぞれの回
路に送られるパルス信号を示す。

【００１９】位置信号切り出し回路２３では、光量信号
ｃ’から、順次ＣＯ基準側光量検出値とＣＯ測定側光量
検出値とを取り出す。まずＣＯ基準側位置信号１３ａ’
がオンしているあいだ、ラインＡおよびラインＤに接続
される接点が閉に、他の接点は開になり、正メインアン
プ２２ａの出力が加算積分回路２４に送られる。ＣＯ基
準側位置信号１３ａ’がオフになると、ラインＡおよび
ラインＣに接続された接点は開になり、ラインＢおよび
ラインＤに接続された接点は閉になり、加算積分回路２
４には、ゼロ値が入力される。次にＣＯ測定側位置信号
１３ｄ’がオンしているあいだ、ラインＢおよびライン
Ｃに接続される接点が閉に、他の接点は開になり、負メ
インアンプ２２ｂの出力が加算積分回路２４に送られ
る。ＣＯ測定側位置信号１３ｄ’がオフすると、再びラ
インＡおよびラインＣに接続された接点は開になり、ラ
インＢおよびラインＤに接続された接点は閉になり、加
算積分回路２４には、ゼロ値が入力される。

【００２０】加算積分回路２４では、図３の（３）に示
すＣＯ成分信号ｄが得られる。まずＣＯ基準側位置信号
１３ａ’の立ち上がりで、光量信号ｃ’の正方向の積分
を開始し、立ち下がりでホールドし、次に、ＣＯ測定側
位置信号１３ｄ’の立ち上がりで負方向に積分を開始
し、立ち下がりでホールドされる。ラインＥに接続され
た接点により、ホールドされた値はＨ2 Ｏ測定側位置信
号１３ｆ’の立ち上がりでリセットされる。このとき、
正方向へ積分されてホールドされた時のＣＯ成分信号ｄ
のレベル値Ｌ1 はＣＯ成分で吸収されない場合の赤外線
光量を表している。また負方向へ積分されてホールドさ
れた時のＣＯ成分信号ｄのレベル値Ｌ2 は、ＣＯ成分で
吸収されない場合の赤外線光量から測定セル内のＣＯ成
分で吸収された残りの赤外線光量を差し引いた赤外線光
量を表す。したがって、ＣＯ測定側光量が測定され負方
向へ積分されホールドされた時のＣＯ成分信号ｄのレベ
ル値Ｌ2 が測定セルで吸収されたＣＯ成分の検出値とな
る。

【００２１】サンプルホールド回路２５ではラインＦを
介して送られたＣＯ2 基準位置信号１３ｅ’の立ち上が
りで、加算積分回路２４の値を取り込みローパスフィル
タ回路２６へ送る。この時の加算積分回路２４の値は、
測定セルで吸収されたＣＯ成分検出値である。ローパス
フィルタ回路２６ではノイズ成分を除去するために、Ｃ
Ｏ成分の検出値からチョッパモータ４の回転周波数以上
の周波数成分をカットオフする。ゼロゲイン・スパンゲ
イン感度調整回路２７では、あらかじめ測定セル２に窒
素ガスを供給して測定を行い、ゼロ点が調整され、また
測定セル２に既知濃度のＣＯガスを供給して測定を行
い、既知濃度に対応する電圧レベルが調整されている。
したがって、ＣＯ成分検出値のゼロゲインおよびスパン
ゲイン感度が調整される。Ａ／Ｄ変換器２８では、デジ
タル処理のためにＣＯ成分検出値をデジタル値に変換
し、リニアライズ回路２９へ送る。

【００２２】本実施例においては、セル入射光量と出射
光量の関係を示すランバートベールの法則からガス成分
濃度を求めている。入射光量をＩｏ、吸収計数をｋ，ガ
スモル濃度をｅ、セル長をＬとすると、ランバートベー
ルの法則から、出射光量ＩｔはＩｔ＝Ｉｏ・ｅ−ｋｅＬと表される。セル入射光量と出射光量の関係が非直線関
係であるため、実際の演算には、既知濃度のガス成分を
測定して検量値を求め、既知濃度を横軸に、出力値を縦
軸にとった検量グラフを作成し、そのグラフを直線化
（リニアライズ）する処理が必要である。ここでは、あ
らかじめ、既知濃度のガス成分を測定して得た検量値か
ら最小二乗法で多項式を作成し、その式をマイクロコン
ピュータに記憶させ、直線化（リニアライズ）してい
る。このリニアライズされた式とＣＯ成分検出値から試
料ガスのＣＯガス濃度補正用算出値が演算算出され、後
段の干渉補正回路３０へ送られる。

【００２３】ＣＯガスの赤外吸収波長帯は４．６５μｍ
で、ＣＯ2 ガスの赤外吸収波長帯は４．２６μｍであ
り、その値が接近しているため、試料ガス中の濃度比が
ＣＯ：ＣＯ2 ＝１：１００以上になると、低濃度側であ
るＣＯガス濃度の測定には高濃度側のＣＯ2 ガスの干渉
が大きくなり、干渉分の補正が必要である。本実施例で
は干渉補正のために、あらかじめ以下の６種類の検量値
が測定され、干渉補正回路３０に設定されている。既知
濃度ＣＯガス、既知濃度ＣＯ2 ガスおよび既知濃度Ｈ2
Ｏガスの検量値と干渉レベルデータとして、既知濃度Ｃ
Ｏ2 ガスを測定セルに供給し、ＣＯ成分検出手段を用い
てＣＯ成分として測定したＣＯ成分に対するＣＯ2 成分
干渉検量値、同様に測定したＣＯ成分に対するＨ2 Ｏ成
分干渉検量値およびＨ2 Ｏ成分に対するＣＯ2 成分干渉
検量値、以上６種類の検量値を用いて、リニアライズ回
路２９から送られたＣＯガス濃度補正用算出値は演算補
正され、正確なＣＯガス濃度が算出される。算出された
ＣＯガス濃度はＤ／Ａ変換器３１でアナログ信号に変換
され、ペンレコーダ等の外部記録計に出力される。

【００２４】これにより、複数の測定成分用の光学フィ
ルタ６をフィルタ回転式チョッパ５上に配置して、回転
させ、複数の測定成分の光量信号ｃを１つの光導電型赤
外線検出センサ１０で、高速に連続測定できる。また、
１つの光導電型赤外線検出センサ１０で、複数の測定成
分を検出しているため、煩わしい赤外線検出センサ間の
感度調整等は不用になり、光学フィルタの透過波長領域
を適切に設定すれば、従来不可能とされていた共存ガス
濃度比１対１０００の試料ガスを、同一セル長を有する
赤外線ガス分析計で測定できる。さらに、同期信号ａお
よび位置信号ｂを取り出し、時系列の異なる基準側光量
検出値と測定側光量検出値の差を１個の積分器で処理で
きるため、フィルタ回転式チョッパ５に生じる回転ムラ
に起因するノイズ等の影響が低減され、正確な測定成分
濃度が算出される。

【００２５】この実施例は以上のように構成されている
ので、１台の赤外線ガス分析計で、複数成分のガス濃度
を検出するとともに、赤外線検出センサの感度レベル調
整を不用とし、かつ測定成分間の濃度比が大きく低濃度
成分側への干渉が無視できない場合でも、高い干渉補正
精度が得られる赤外線ガス分析計を得ることができる。

【００２６】なお、本実施例では、フィルタ回転式チョ
ッパ５の回転数は７０Ｈｚで説明してきたが、これに限
るものではなく、光導電型赤外線検出センサ１０が十分
追随できる応答性能を有する範囲であればよく、１０〜
１００Ｈｚの範囲で同精度の検出結果が得られている。

【００２７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、試料ガスの成
分濃度を検出する赤外線ガス分析計において、測定対象
成分ガスに対応する光学フィルタを備え、前記測定用セ
ルと基準セルを透過した赤外線を交互に前記光学フィル
タを経て通過させる光断続手段と、該光断続手段を通過
した赤外線の光量を検出し光量信号を出力する１個の光
量検出センサと、前記光量信号を基に、測定対象成分ガ
スの濃度を演算し出力する信号処理手段とを有するもの
としたので、１台の赤外線ガス分析計で、複数の成分ガ
ス濃度を検出するとともに、赤外線検出センサの感度レ
ベル調整を不用とし、かつ測定成分間の濃度比が大きく
低濃度成分側への干渉が無視できない場合でも、高い干
渉補正精度が得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】フィルタ回転式チョッパの拡大図である。

【図３】同期信号、光量信号およびＣＯ成分信号の説明
図である。

【図４】信号処理回路の回路図である。

【図５】従来の赤外線ガス分析計を示す図である。

【図６】回転チョッパの拡大図である。

【図７】他の従来の赤外線ガス分析計を示す図である。

【符号の説明】

１、５１、７１赤外線光源２、５２、７２測定セル３、７３基準セル４、５７、７４チョッパモータ５フィルタ回転式チョッパ６光学フィルタ６ａＣＯ用光学フィルタ６ｂＣＯ2 用光学フィルタ６ｃＨ2 Ｏ用光学フィルタ７同期信号フォトセンサ８位置信号フォトセンサ９集光器１０光導電型赤外線検出センサ１１信号処理回路１２同期マーク１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ
位置マーク２０波形処理ゲートコントロール回路２１プリアンプ２２ａ正メインアンプ２２ｂ負メインアンプ２３位置信号切り出し回路２４加算積分回路２５サンプルホールド回路２６ローパスフィルタ回路２７ゼロゲイン・スパンゲイン感度調整回
路２８Ａ／Ｄ変換器２９リニアライズ回路３０干渉補正回路３１Ｄ／Ａ変換器５３発振器５４、５５、５６分周器５８回転チョッパ５８ａ回転軸５９光学フィルタ部６０熱電型赤外線センサ部６１増幅器部６２切り替えスイッチ６３積分型Ａ／Ｄ変換器７６コンデンサーマイクロフォン型メイン
検出器７７コンデンサーマイクロフォン型干渉補
正検出器７８差動増幅器ａ同期信号ｂ位置信号ｃ、ｃ’ 光量信号ｄＣＯ成分信号Ｌ1 、Ｌ2 レベル値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料ガスが供給される測定用セルと基準
ガスが封入される基準セルとが互いに並列に配置され、
各セルに照射される赤外線の透過量の比較に基づいて試
料ガスの成分濃度を検出する赤外線ガス分析計におい
て、測定対象成分ガスに対応する光学フィルタを備え、
前記測定用セルと基準セルを透過した赤外線を交互に前
記光学フィルタを経て通過させる光断続手段と、該光断
続手段を通過した赤外線の光量を検出し光量信号を出力
する１個の光量検出センサと、前記光量信号を基に、測
定対象成分ガスの濃度を演算し出力する信号処理手段と
を有することを特徴とする赤外線ガス分析計。
【請求項２】前記光断続手段は、複数の測定対象成分
ガスに対応して複数個の光学フィルタが回転方向に順次
配置された回転チョッパで構成され、前記信号処理手段
は、前記光量検出センサからの光量信号から同一光学フ
ィルタを通過した赤外線の光量信号を選択して、当該選
択した光量信号を基に前記濃度を演算するものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の赤外線ガス分析計。
【請求項３】前記光断続手段は、前記回転チョッパに
設けられた同期マークおよび前記複数個の光学フィルタ
の位置に対応する位置マークと、前記同期マークおよび
位置マークをそれぞれ検出する同期マーク検出センサお
よび位置マーク検出センサを備え、前記信号処理手段
は、前記同期マーク検出センサおよび位置マーク検出セ
ンサの出力に基づく回転チョッパの回転位置から、前記
同一光学フィルタを通過した赤外線の光量信号を識別し
選択するものであることを特徴とする請求項２記載の赤
外線ガス分析計。
【請求項４】前記信号処理手段は、前記測定用セルと
基準セルごとに光量信号をそれぞれ積分して、その積分
値の比較に基づいて前記濃度を求めるものであることを
特徴とする請求項１、２または３記載の赤外線ガス分析
計。
【請求項５】前記光断続手段の前記回転チョッパに設
けられた位置認識マークは所定の回転角度に対応する幅
を有し、前記信号処理手段は、前記測定用セルと基準セ
ルごとにそれぞれ位置認識マークを検出している間前記
選択した光量信号を積分して、その積分値の比較に基づ
いて前記濃度を求めることを特徴とする請求項３記載の
赤外線ガス分析計。
【請求項６】前記光断続手段と前記光量検出センサの
間に、前記測定用セルと基準セルを透過し、前記光断続
手段を通過した赤外線を集光する集光手段をを有するこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４記載の赤外線
ガス分析計。