JPH09178656A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
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- JPH09178656A JPH09178656A JP33957595A JP33957595A JPH09178656A JP H09178656 A JPH09178656 A JP H09178656A JP 33957595 A JP33957595 A JP 33957595A JP 33957595 A JP33957595 A JP 33957595A JP H09178656 A JPH09178656 A JP H09178656A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス濃度の測定レンジにかかわらず測定セル
長を変更することなく、また、測定環境条件の急激な経
時的変化があった場合でも、ガス濃度の計測を高精度に
なし得る赤外線ガス分析計を提供する。 【解決手段】 光源1から発した赤外光は、相関フィル
タ3のセル2a、2bを交互に通過して測定セル3に照
射され、検出器4で検出される。演算制御手段5は、検
出器4での検出値に応じ、前記調圧手段3a、3bを介
して前記測定セル内を所定圧力に変更すると共に、前記
所定圧力下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出
する。これにより、測定セル3内のガス濃度が通常の測
定レンジを逸脱した場合であっても、測定セル3の長さ
を変更することなく、高精度なガス濃度計測をなしう
る。
長を変更することなく、また、測定環境条件の急激な経
時的変化があった場合でも、ガス濃度の計測を高精度に
なし得る赤外線ガス分析計を提供する。 【解決手段】 光源1から発した赤外光は、相関フィル
タ3のセル2a、2bを交互に通過して測定セル3に照
射され、検出器4で検出される。演算制御手段5は、検
出器4での検出値に応じ、前記調圧手段3a、3bを介
して前記測定セル内を所定圧力に変更すると共に、前記
所定圧力下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出
する。これにより、測定セル3内のガス濃度が通常の測
定レンジを逸脱した場合であっても、測定セル3の長さ
を変更することなく、高精度なガス濃度計測をなしう
る。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、化学工場や製鉄所
のガス濃度に関するプロセスコントロール、ボイラーや
燃焼炉の煙道ガス分析、大気汚染の監視、自動車の排ガ
ス測定などに使用され、ガス分子固有の赤外線吸収効果
を利用してガス及び蒸気中にある特定成分の濃度を連続
的に測定する赤外線ガス分析計に関する。
のガス濃度に関するプロセスコントロール、ボイラーや
燃焼炉の煙道ガス分析、大気汚染の監視、自動車の排ガ
ス測定などに使用され、ガス分子固有の赤外線吸収効果
を利用してガス及び蒸気中にある特定成分の濃度を連続
的に測定する赤外線ガス分析計に関する。
【0002】
【従来技術】従来の赤外線ガス分析計では、試料ガスが
連続的に流された測定セルに赤外光を照射し、測定対象
となるガス固有の吸収波長帯の赤外光を検出すること
で、その吸収波長帯にある赤外光の吸収量に相応する値
を求め、予め求めた検量線から測定対象となるガス濃度
の計測がなされている。
連続的に流された測定セルに赤外光を照射し、測定対象
となるガス固有の吸収波長帯の赤外光を検出すること
で、その吸収波長帯にある赤外光の吸収量に相応する値
を求め、予め求めた検量線から測定対象となるガス濃度
の計測がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
赤外光が吸収量に相応する赤外光の検出値yと実際のガ
ス濃度との関係を示す検量線は、図8に示されるよう
に、
赤外光が吸収量に相応する赤外光の検出値yと実際のガ
ス濃度との関係を示す検量線は、図8に示されるよう
に、
【数1】 ε(λ):波長λの赤外光の吸収波長帯を有するガス特
有の係数 ρ:ガス濃度 L:測定セル長 なる関係があり、測定セル内のガス濃度が増大するにつ
れて検量線の傾きが減少しガス濃度の検出精度が劣化す
るため、従来の赤外線ガス分析計では、測定セル内のガ
ス濃度が通常の測定レンジから外れる場合は、その度合
いに応じて測定セル長Lを適宜変更する必要があった。
有の係数 ρ:ガス濃度 L:測定セル長 なる関係があり、測定セル内のガス濃度が増大するにつ
れて検量線の傾きが減少しガス濃度の検出精度が劣化す
るため、従来の赤外線ガス分析計では、測定セル内のガ
ス濃度が通常の測定レンジから外れる場合は、その度合
いに応じて測定セル長Lを適宜変更する必要があった。
【0004】また、測定環境条件の急激な経時的変化が
ある場合には、検量線をその都度変更しなければ成ら
ず、全体の測定時間が遅延することもあった。
ある場合には、検量線をその都度変更しなければ成ら
ず、全体の測定時間が遅延することもあった。
【0005】そこで、本発明は、ガス濃度の測定レンジ
にかかわらず測定セル長を変更することなく、また、測
定環境条件の急激な経時的変化があった場合でも、ガス
濃度の計測を高精度になし得る赤外線ガス分析計の提供
を目的とする。
にかかわらず測定セル長を変更することなく、また、測
定環境条件の急激な経時的変化があった場合でも、ガス
濃度の計測を高精度になし得る赤外線ガス分析計の提供
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料ガスが連
続的に流れる測定セルを透過した赤外光を検出すること
で、特定ガスの分析を行う赤外線ガス分析計であって、
前記測定セル内を加圧または減圧する調圧手段と、前記
測定セルを通過した赤外光の前記特定ガスに固有の吸収
波長帯の強度情報を検出する検出器と、前記検出器の検
出値に応じ、前記調圧手段を介して前記測定セル内を所
定圧力に変更すると共に、前記所定圧力下で予め求めた
検量線を用いてガス濃度を算出する演算制御手段と、を
備えたことを特徴とする。
続的に流れる測定セルを透過した赤外光を検出すること
で、特定ガスの分析を行う赤外線ガス分析計であって、
前記測定セル内を加圧または減圧する調圧手段と、前記
測定セルを通過した赤外光の前記特定ガスに固有の吸収
波長帯の強度情報を検出する検出器と、前記検出器の検
出値に応じ、前記調圧手段を介して前記測定セル内を所
定圧力に変更すると共に、前記所定圧力下で予め求めた
検量線を用いてガス濃度を算出する演算制御手段と、を
備えたことを特徴とする。
【0007】前記調圧手段は、前記測定セルのガス導入
路或いはガス排出路の少なくとも一方に配設されたガス
流量制御弁であることを特徴とする。
路或いはガス排出路の少なくとも一方に配設されたガス
流量制御弁であることを特徴とする。
【0008】前記演算制御手段は、前記検出器の検出値
が所定値を超えると、前記調圧手段を介して前記測定セ
ル内を所定圧力に減圧すると共に、減圧した所定圧力下
で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する。一
方、前記検出器の検出値が所定値より下がると、前記調
圧手段を用いて前記測定セル内を所定圧力に加圧すると
共に、加圧した所定圧力下で予め求めた検量線を用いて
ガス濃度を算出する。
が所定値を超えると、前記調圧手段を介して前記測定セ
ル内を所定圧力に減圧すると共に、減圧した所定圧力下
で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する。一
方、前記検出器の検出値が所定値より下がると、前記調
圧手段を用いて前記測定セル内を所定圧力に加圧すると
共に、加圧した所定圧力下で予め求めた検量線を用いて
ガス濃度を算出する。
【0009】また、本発明は、試料ガスが連続的に流れ
る測定セルを透過した赤外光を検出することで、特定ガ
ス成分の分析を行う赤外線ガス分析計であって、前記測
定セル内を加温または冷却する温調手段と、前記測定セ
ルを通過した赤外光の前記特定ガスに固有の吸収波長帯
の強度情報を検出する検出器と、前記検出器の検出値に
応じ、前記温調手段を介して前記測定セル内を所定温度
に変更すると共に、前記所定温度下で予め求めた検量線
を用いてガス濃度を算出する演算制御手段と、を備えた
ことを特徴とする。
る測定セルを透過した赤外光を検出することで、特定ガ
ス成分の分析を行う赤外線ガス分析計であって、前記測
定セル内を加温または冷却する温調手段と、前記測定セ
ルを通過した赤外光の前記特定ガスに固有の吸収波長帯
の強度情報を検出する検出器と、前記検出器の検出値に
応じ、前記温調手段を介して前記測定セル内を所定温度
に変更すると共に、前記所定温度下で予め求めた検量線
を用いてガス濃度を算出する演算制御手段と、を備えた
ことを特徴とする。
【0010】前記演算制御手段は、前記検出器の検出値
が所定値を超えると、前記温調手段を介して前記測定セ
ル内を所定温度に加温すると共に、加温した所定温度下
で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する。一
方、前記検出器の検出値が所定値より下がると、前記温
調手段を用いて前記測定セル内を所定温度に冷却すると
共に、冷却した所定温度下で予め求めた検量線を用いて
ガス濃度を算出することを特徴とする。
が所定値を超えると、前記温調手段を介して前記測定セ
ル内を所定温度に加温すると共に、加温した所定温度下
で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する。一
方、前記検出器の検出値が所定値より下がると、前記温
調手段を用いて前記測定セル内を所定温度に冷却すると
共に、冷却した所定温度下で予め求めた検量線を用いて
ガス濃度を算出することを特徴とする。
【0011】本発明は、試料ガスが連続的に流れる測定
セルを透過した赤外光を検出することで、特定ガス成分
の分析を行う赤外線ガス分析計であって、前記測定セル
内を加圧または減圧する調圧手段と、前記測定セル内を
加温または冷却する温調手段と、前記測定セルを通過し
た赤外光の前記特定ガスに固有の吸収波長帯の強度情報
を検出する検出器と、前記調圧手段を介して前記測定セ
ル内の圧力を所定圧力に保持すると共に、前記温調手段
を介して前記測定セル内の温度を所定温度に保持し、か
かる所定圧力及び所定温度下で予め求めた検量線を用い
てガス濃度を算出する演算制御手段と、を備えたことを
特徴とする。
セルを透過した赤外光を検出することで、特定ガス成分
の分析を行う赤外線ガス分析計であって、前記測定セル
内を加圧または減圧する調圧手段と、前記測定セル内を
加温または冷却する温調手段と、前記測定セルを通過し
た赤外光の前記特定ガスに固有の吸収波長帯の強度情報
を検出する検出器と、前記調圧手段を介して前記測定セ
ル内の圧力を所定圧力に保持すると共に、前記温調手段
を介して前記測定セル内の温度を所定温度に保持し、か
かる所定圧力及び所定温度下で予め求めた検量線を用い
てガス濃度を算出する演算制御手段と、を備えたことを
特徴とする。
【0012】さらに、本発明は、試料ガスが連続的に流
れる測定セルを透過した赤外光を検出することで、特定
ガス成分の分析を行う赤外線ガス分析計であって、前記
測定セル内を加圧または減圧する調圧手段と、前記測定
セル内を加温または冷却する温調手段と、前記測定セル
を通過した赤外光の前記特定ガスに固有の吸収波長帯の
強度情報を検出する検出器と、前記調圧手段を介して前
記測定セル内の圧力を所定圧力に保持すると共に、前記
検出器の検出値が所定値を超えると、前記温調手段を介
して前記測定セル内を所定温度に加温し、前記所定圧力
及び加温した所定温度下で予め求めた検量線を用いてガ
ス濃度を算出する一方、前記検出器の検出値が所定値よ
り下がると、前記調温手段を介して前記測定セル内を所
定温度に冷却すると共に、前記所定圧力及び冷却した所
定温度下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出す
る演算制御手段を備えたことを特徴とする。
れる測定セルを透過した赤外光を検出することで、特定
ガス成分の分析を行う赤外線ガス分析計であって、前記
測定セル内を加圧または減圧する調圧手段と、前記測定
セル内を加温または冷却する温調手段と、前記測定セル
を通過した赤外光の前記特定ガスに固有の吸収波長帯の
強度情報を検出する検出器と、前記調圧手段を介して前
記測定セル内の圧力を所定圧力に保持すると共に、前記
検出器の検出値が所定値を超えると、前記温調手段を介
して前記測定セル内を所定温度に加温し、前記所定圧力
及び加温した所定温度下で予め求めた検量線を用いてガ
ス濃度を算出する一方、前記検出器の検出値が所定値よ
り下がると、前記調温手段を介して前記測定セル内を所
定温度に冷却すると共に、前記所定圧力及び冷却した所
定温度下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出す
る演算制御手段を備えたことを特徴とする。
【0013】また、前記温調手段を介して前記測定セル
内の温度を所定温度に保持し、前記検出器の検出値が所
定値を超えると、前記調圧手段を介して前記測定セル内
を所定圧力に減圧し、前記所定温度及び減圧した所定圧
力下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する一
方、前記検出器の検出値が所定値より下がると、前記調
圧手段を介して前記測定セル内を所定圧力に加圧すると
共に、前記所定温度及び加圧した所定圧力下で予め求め
た検量線を用いてガス濃度を算出するようかかる演算制
御手段は、構成してもよい。
内の温度を所定温度に保持し、前記検出器の検出値が所
定値を超えると、前記調圧手段を介して前記測定セル内
を所定圧力に減圧し、前記所定温度及び減圧した所定圧
力下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する一
方、前記検出器の検出値が所定値より下がると、前記調
圧手段を介して前記測定セル内を所定圧力に加圧すると
共に、前記所定温度及び加圧した所定圧力下で予め求め
た検量線を用いてガス濃度を算出するようかかる演算制
御手段は、構成してもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1〜
図7に基づいて説明する。
図7に基づいて説明する。
【0015】図1は本発明の一実施例である赤外線ガス
分析計の全体概略図で、光源1から発せられた赤外光
は、不図示のモータ等によって回転駆動される相関フィ
ルタ2を介して、測定セル3に照射される。
分析計の全体概略図で、光源1から発せられた赤外光
は、不図示のモータ等によって回転駆動される相関フィ
ルタ2を介して、測定セル3に照射される。
【0016】相関フィルタ2には、測定対象となるガス
を封入した測定対象ガスセル2aと、いわゆるN2 等の
ゼロガスを封入したゼロガスセル2bが配設されてお
り、赤外光はこれらのセルを交互に通過して測定セル3
に照射され、検出器4に至る。
を封入した測定対象ガスセル2aと、いわゆるN2 等の
ゼロガスを封入したゼロガスセル2bが配設されてお
り、赤外光はこれらのセルを交互に通過して測定セル3
に照射され、検出器4に至る。
【0017】検出器4では、測定対象ガスセル2aを透
過し、測定セル3内のガス濃度に関係なく測定対象ガス
の吸収波長帯が完全に吸収された赤外光と、ゼロガスセ
ル2bを透過し、測定セル3内のガス濃度に応じて測定
対象ガスの吸収波長帯が吸収された赤外光の強度情報が
それぞれ検出されるため、演算制御手段5において、両
者の比が算出され、予め求めた検量線より、測定対象ガ
スの濃度が計測される。
過し、測定セル3内のガス濃度に関係なく測定対象ガス
の吸収波長帯が完全に吸収された赤外光と、ゼロガスセ
ル2bを透過し、測定セル3内のガス濃度に応じて測定
対象ガスの吸収波長帯が吸収された赤外光の強度情報が
それぞれ検出されるため、演算制御手段5において、両
者の比が算出され、予め求めた検量線より、測定対象ガ
スの濃度が計測される。
【0018】測定セル3のガス導入路3m及びガス排出
路3nには、それぞれ、ガス流量調整弁等により構成さ
れる第1調圧器3aと第2調圧器3bとが配設されてお
り、第1調圧器3aにより測定セル3に導入される試料
ガスを制限することで測定セル3内を減圧でき、また、
第2調圧器3bにより測定セル3から排出される試料ガ
スを制限することで測定セル3内を加圧することが可能
となる。また、測定セル3内の圧力は適宜圧力センサ3
cによって検出され、演算制御手段5に出力される。
路3nには、それぞれ、ガス流量調整弁等により構成さ
れる第1調圧器3aと第2調圧器3bとが配設されてお
り、第1調圧器3aにより測定セル3に導入される試料
ガスを制限することで測定セル3内を減圧でき、また、
第2調圧器3bにより測定セル3から排出される試料ガ
スを制限することで測定セル3内を加圧することが可能
となる。また、測定セル3内の圧力は適宜圧力センサ3
cによって検出され、演算制御手段5に出力される。
【0019】演算制御手段5は、予め作成された検量線
を用いて検出器4の検出データから測定対象ガスの濃度
を求めると共に、第1調圧器3a及び第2調圧器3bを
介して測定セル3内の圧力制御を行う。
を用いて検出器4の検出データから測定対象ガスの濃度
を求めると共に、第1調圧器3a及び第2調圧器3bを
介して測定セル3内の圧力制御を行う。
【0020】次に、本実施例の作用を図2の演算制御手
段5の動作を示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、ガス濃度計測のための諸々の初期条件を設定する
(S1)。例えば、一般的な分析条件に加え、本実施例
では、図3に示す検量線のうち基準圧力P=P0 時に作
成した検量線bを指定する。
段5の動作を示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、ガス濃度計測のための諸々の初期条件を設定する
(S1)。例えば、一般的な分析条件に加え、本実施例
では、図3に示す検量線のうち基準圧力P=P0 時に作
成した検量線bを指定する。
【0021】ここで、検量線は、一般に上述したように
数式1で示されるため、測定セル3内の温度が一定と仮
定した場合、測定セル3内が基準圧力P=P0 の時に求
めた検量線bに対して、測定セル3内が圧力P=2・P
0 の時には検量線aとなり、測定セル3内が圧力P=P
0 /2の時には検量線cとなる。これは、以下に示す気
体の状態方程式 P・V=k・ρ・R・T k:比例常数,ρ:ガス濃度,R:ガス常数,V:測定
セル3の体積 の関係を用いれば、測定セル3内が基準圧力P=P0 の
ときの濃度をρ=ρ0とすれば、測定セル3内が圧力P
=2・P0 のとき、ρ=2・ρ0 ,測定セル3内が圧力
P=P0 /2のとき、ρ=ρ0 /2となり、基準圧力P
=P0 時に得られた検量線bに対して、圧力P=2・P
0 時には、検量線aとなり、圧力P=P0 /2時には、
検量線cとなることが理解できる。
数式1で示されるため、測定セル3内の温度が一定と仮
定した場合、測定セル3内が基準圧力P=P0 の時に求
めた検量線bに対して、測定セル3内が圧力P=2・P
0 の時には検量線aとなり、測定セル3内が圧力P=P
0 /2の時には検量線cとなる。これは、以下に示す気
体の状態方程式 P・V=k・ρ・R・T k:比例常数,ρ:ガス濃度,R:ガス常数,V:測定
セル3の体積 の関係を用いれば、測定セル3内が基準圧力P=P0 の
ときの濃度をρ=ρ0とすれば、測定セル3内が圧力P
=2・P0 のとき、ρ=2・ρ0 ,測定セル3内が圧力
P=P0 /2のとき、ρ=ρ0 /2となり、基準圧力P
=P0 時に得られた検量線bに対して、圧力P=2・P
0 時には、検量線aとなり、圧力P=P0 /2時には、
検量線cとなることが理解できる。
【0022】また、演算制御手段5は、初期条件の設定
として、測定セル3内の設定圧力を基準圧力P=P0 と
することで、第1調圧器3aと第2調圧器3bを介し
て、測定セル3内を基準圧力P=P0 に保持する。
として、測定セル3内の設定圧力を基準圧力P=P0 と
することで、第1調圧器3aと第2調圧器3bを介し
て、測定セル3内を基準圧力P=P0 に保持する。
【0023】初期条件の設定が終了すると、上述したよ
うに、測定対象ガスセル2a及びゼロガスセル2bを介
して測定セル3を通過した赤外光の検出データの比を求
め、これを検出された赤外線強度yとして現在の設定圧
力に対応した検量線に基づいてガス濃度を計測する(S
2)。
うに、測定対象ガスセル2a及びゼロガスセル2bを介
して測定セル3を通過した赤外光の検出データの比を求
め、これを検出された赤外線強度yとして現在の設定圧
力に対応した検量線に基づいてガス濃度を計測する(S
2)。
【0024】次に、計測したガス濃度が、図3の濃度領
域A〜Cのいずれの領域にあるかを判断し、領域Aにあ
る場合はS4へ、領域Bにある場合はS6へ、さらに領
域Cにある場合はS8へそれぞれ移行する(S3)。
域A〜Cのいずれの領域にあるかを判断し、領域Aにあ
る場合はS4へ、領域Bにある場合はS6へ、さらに領
域Cにある場合はS8へそれぞれ移行する(S3)。
【0025】計測されたガス濃度が濃度領域Aにある場
合、測定セル3内の設定圧力をP=2・P0 とし、第2
調圧器3bのガス流量を制限することで測定セル3内の
ガス圧が2・P0 となるよう制御する(S4)。そし
て、次の濃度計測に用いる検量線として検量線aを選択
する(S5)。ここで、計測されたガス濃度が濃度領域
Aにある場合、検量線aの傾きが急峻な部分を用いるこ
とができるため、ガス濃度が低下した場合であっても、
高精度な濃度計測が可能となる。
合、測定セル3内の設定圧力をP=2・P0 とし、第2
調圧器3bのガス流量を制限することで測定セル3内の
ガス圧が2・P0 となるよう制御する(S4)。そし
て、次の濃度計測に用いる検量線として検量線aを選択
する(S5)。ここで、計測されたガス濃度が濃度領域
Aにある場合、検量線aの傾きが急峻な部分を用いるこ
とができるため、ガス濃度が低下した場合であっても、
高精度な濃度計測が可能となる。
【0026】一方、計測されたガス濃度が濃度領域Bに
ある場合、測定セル3内の設定圧力をP=P0 とし、第
1調圧器3aまたは第2調圧器3bのガス流量を制限す
ることで測定セル3内のガス圧がP0 となるよう制御す
る(S6)。そして、次の濃度計測に用いる検量線bを
選択する(S7)。ここで、計測されたガス濃度が濃度
領域Bにある場合、検量線aの傾きが急激に減少するた
め、3つの検量線a〜cの中で検量線bが領域Bの全体
に渡って傾きが急峻となり、かかる検量線bを用いるこ
とで高精度な濃度計測が可能となる。
ある場合、測定セル3内の設定圧力をP=P0 とし、第
1調圧器3aまたは第2調圧器3bのガス流量を制限す
ることで測定セル3内のガス圧がP0 となるよう制御す
る(S6)。そして、次の濃度計測に用いる検量線bを
選択する(S7)。ここで、計測されたガス濃度が濃度
領域Bにある場合、検量線aの傾きが急激に減少するた
め、3つの検量線a〜cの中で検量線bが領域Bの全体
に渡って傾きが急峻となり、かかる検量線bを用いるこ
とで高精度な濃度計測が可能となる。
【0027】さらに、計測されたガス濃度が濃度領域C
にある場合、測定セル3内の設定圧力をP=P0 /2と
し、第1調圧器3aのガス流量を制限することで測定セ
ル3内のガス圧がP0 /2となるよう制御する(S
8)。そして、次の濃度計測に用いる検量線cを選択す
る(S9)。ここで、計測されたガス濃度が濃度領域C
にある場合、検量線aに加えて検量線bの傾きが急激に
減少するため、3つの検量線a〜cの中で検量線cが領
域Cの全体に渡って傾きが急峻となり、検量線cを用い
ることでガス濃度が増大した場合であっても高精度な濃
度計測が可能となる。
にある場合、測定セル3内の設定圧力をP=P0 /2と
し、第1調圧器3aのガス流量を制限することで測定セ
ル3内のガス圧がP0 /2となるよう制御する(S
8)。そして、次の濃度計測に用いる検量線cを選択す
る(S9)。ここで、計測されたガス濃度が濃度領域C
にある場合、検量線aに加えて検量線bの傾きが急激に
減少するため、3つの検量線a〜cの中で検量線cが領
域Cの全体に渡って傾きが急峻となり、検量線cを用い
ることでガス濃度が増大した場合であっても高精度な濃
度計測が可能となる。
【0028】そして、これらのS1〜S9の動作をガス
濃度計測中繰り返し行うことで、測定セル3内のガス濃
度が変化した場合であっても、測定セル3の長さを変更
することなく、高精度なガス濃度計測をなしうる。
濃度計測中繰り返し行うことで、測定セル3内のガス濃
度が変化した場合であっても、測定セル3の長さを変更
することなく、高精度なガス濃度計測をなしうる。
【0029】なお、上述した実施例では、ガス導入管3
mに第1調圧器3aを、ガス排出管3nに第2調圧器3
bを配設したが、ガス濃度が通常の使用状態よりも経時
的に増大する場合のみが考えられる場合、第1調圧器3
aのみを配設して測定セル3内を減圧すればよく、逆に
ガス濃度が経時的に通常の使用状態よりも減少する場合
のみが考えられる場合、第2調圧器3bのみを配設して
測定セル3内を加圧すればよい。
mに第1調圧器3aを、ガス排出管3nに第2調圧器3
bを配設したが、ガス濃度が通常の使用状態よりも経時
的に増大する場合のみが考えられる場合、第1調圧器3
aのみを配設して測定セル3内を減圧すればよく、逆に
ガス濃度が経時的に通常の使用状態よりも減少する場合
のみが考えられる場合、第2調圧器3bのみを配設して
測定セル3内を加圧すればよい。
【0030】次に、本発明の他の実施例である赤外線分
析計の全体概略図を図4に示す。ここで、基本的な構成
及び測定原理は、図1に示した赤外線ガス分析計と同様
であるが、本実施例では、測定セル3内の圧力制御を行
う代わりに温度制御を行う点で相違する。
析計の全体概略図を図4に示す。ここで、基本的な構成
及び測定原理は、図1に示した赤外線ガス分析計と同様
であるが、本実施例では、測定セル3内の圧力制御を行
う代わりに温度制御を行う点で相違する。
【0031】すなわち、測定セル3には、内部の加温ま
たは冷却を行う温調器3dが配設されており、測定セル
3内の温度は温度センサ3eによって検出され、演算制
御手段5’に出力され、所定の温度制御がなされる。
たは冷却を行う温調器3dが配設されており、測定セル
3内の温度は温度センサ3eによって検出され、演算制
御手段5’に出力され、所定の温度制御がなされる。
【0032】かかる構成の赤外線分析計の作用を演算制
御手段5’の動作を示す図5のフローチャートに基づい
て説明する。まず、図1に示した実施例の場合と同様
に、ガス濃度計測のための諸々の初期条件を設定する
(S11)。例えば、一般的な分析条件に加え、本実施
例では、図6に示す検量線のうち基準温度T=T0 時に
作成した検量線b’を指定する。
御手段5’の動作を示す図5のフローチャートに基づい
て説明する。まず、図1に示した実施例の場合と同様
に、ガス濃度計測のための諸々の初期条件を設定する
(S11)。例えば、一般的な分析条件に加え、本実施
例では、図6に示す検量線のうち基準温度T=T0 時に
作成した検量線b’を指定する。
【0033】ここで、ガス濃度計測に用いる検量線は、
上述した数式1の関係があるため、測定セル3内の圧力
が一定と仮定した場合、基準温度T=T0 の時に求めた
検量線b’に対して、測定セル3内が温度T=T0 /2
では検量線a’となり、測定セル3内が温度T=2・T
0 では検量線c’となる。
上述した数式1の関係があるため、測定セル3内の圧力
が一定と仮定した場合、基準温度T=T0 の時に求めた
検量線b’に対して、測定セル3内が温度T=T0 /2
では検量線a’となり、測定セル3内が温度T=2・T
0 では検量線c’となる。
【0034】また、演算制御手段5’は、初期条件の設
定として、測定セル3内の設定温度を基準温度T=T0
とすることで、温調器3dを適宜制御し、測定セル3内
を基準温度T=T0 に保持する。
定として、測定セル3内の設定温度を基準温度T=T0
とすることで、温調器3dを適宜制御し、測定セル3内
を基準温度T=T0 に保持する。
【0035】初期条件の設定が終了すると、上述したよ
うに、測定対象ガスセル2a及びゼロガスセル2bを介
して測定セル3を通過した赤外光の検出データの比を求
め、これを検出された赤外線強度yとして現在の設定温
度に対応した検量線に基づいてガス濃度を計測する(S
12)。
うに、測定対象ガスセル2a及びゼロガスセル2bを介
して測定セル3を通過した赤外光の検出データの比を求
め、これを検出された赤外線強度yとして現在の設定温
度に対応した検量線に基づいてガス濃度を計測する(S
12)。
【0036】次に、計測したガス濃度が、図6の濃度領
域A’〜C’のいずれの領域にあるかを判断し、領域
A’にある場合はS14へ、領域B’にある場合はS1
6へ、さらに領域C’にある場合はS18へそれぞれ移
行する(S13)。
域A’〜C’のいずれの領域にあるかを判断し、領域
A’にある場合はS14へ、領域B’にある場合はS1
6へ、さらに領域C’にある場合はS18へそれぞれ移
行する(S13)。
【0037】計測されたガス濃度が濃度領域A’にある
場合、測定セル3内の設定温度をT=T0 /2とし、温
調器3dを介して測定セル3内のガス圧がT0 /2とな
るよう制御する(S14)。そして、次の濃度計測に用
いる検量線a’を選択する(S15)。ここで、計測さ
れたガス濃度が濃度領域A’にある場合、検量線a’の
傾きが急峻な部分を用いることができるため、ガス濃度
が低下した場合であっても、検量線a’を用いることで
高精度な濃度計測が可能となる。
場合、測定セル3内の設定温度をT=T0 /2とし、温
調器3dを介して測定セル3内のガス圧がT0 /2とな
るよう制御する(S14)。そして、次の濃度計測に用
いる検量線a’を選択する(S15)。ここで、計測さ
れたガス濃度が濃度領域A’にある場合、検量線a’の
傾きが急峻な部分を用いることができるため、ガス濃度
が低下した場合であっても、検量線a’を用いることで
高精度な濃度計測が可能となる。
【0038】一方、計測されたガス濃度が濃度領域B’
にある場合、測定セル3内の設定温度をT=T0 とし、
温調器3dを介して測定セル3内の温度がT0 となるよ
う制御する(S16)。そして、次の濃度計測に用いる
検量線b’を選択する(S17)。ここで、計測された
ガス濃度が濃度領域Bにある場合、検量線a’の傾きが
急激に減少するため、3つの検量線a’〜c’の中で検
量線b’が領域B’の全体に渡って傾きが急峻となり、
検量線b’を用いることで高精度な濃度計測が可能とな
る。
にある場合、測定セル3内の設定温度をT=T0 とし、
温調器3dを介して測定セル3内の温度がT0 となるよ
う制御する(S16)。そして、次の濃度計測に用いる
検量線b’を選択する(S17)。ここで、計測された
ガス濃度が濃度領域Bにある場合、検量線a’の傾きが
急激に減少するため、3つの検量線a’〜c’の中で検
量線b’が領域B’の全体に渡って傾きが急峻となり、
検量線b’を用いることで高精度な濃度計測が可能とな
る。
【0039】さらに、計測されたガス濃度が濃度領域
C’にある場合、測定セル3内の設定温度をT=2・T
0 とし、第1調圧器3aのガス流量を制限することで測
定セル3内のガス圧が2・T0 となるよう制御する(S
18)。そして、次の濃度計測に用いる検量線c’を選
択する(S19)。ここで、計測されたガス濃度が濃度
領域C’にある場合、検量線a’に加えて検量線b’の
傾きが急激に減少するため、3つの検量線a’〜c’の
中で検量線c’が領域C’の全体に渡って傾きが急峻と
なり、検量線c’を用いることで最も傾きが急峻な部分
を用いることができるため、高精度な濃度計測が可能と
なる。
C’にある場合、測定セル3内の設定温度をT=2・T
0 とし、第1調圧器3aのガス流量を制限することで測
定セル3内のガス圧が2・T0 となるよう制御する(S
18)。そして、次の濃度計測に用いる検量線c’を選
択する(S19)。ここで、計測されたガス濃度が濃度
領域C’にある場合、検量線a’に加えて検量線b’の
傾きが急激に減少するため、3つの検量線a’〜c’の
中で検量線c’が領域C’の全体に渡って傾きが急峻と
なり、検量線c’を用いることで最も傾きが急峻な部分
を用いることができるため、高精度な濃度計測が可能と
なる。
【0040】そして、これらの動作をガス濃度計測中繰
り返すことにより、測定セル3内のガス濃度が変化した
場合であっても、測定セル3の長さを変更することな
く、高精度なガス濃度計測をなしうる。
り返すことにより、測定セル3内のガス濃度が変化した
場合であっても、測定セル3の長さを変更することな
く、高精度なガス濃度計測をなしうる。
【0041】なお、上述した実施例では、温調部3dと
して加温及び冷却機能を有するものを採用した、ガス濃
度が経時的に通常の使用状態よりも増大することのみが
考えられる場合、温調部3dとして加温のみ行うヒータ
を採用すればよく、逆にガス濃度が経時的に通常の使用
状態よりも減少する場合のみが考えられる場合、調温部
3dとして冷却のみを行う冷却器を採用すればよい。
して加温及び冷却機能を有するものを採用した、ガス濃
度が経時的に通常の使用状態よりも増大することのみが
考えられる場合、温調部3dとして加温のみ行うヒータ
を採用すればよく、逆にガス濃度が経時的に通常の使用
状態よりも減少する場合のみが考えられる場合、調温部
3dとして冷却のみを行う冷却器を採用すればよい。
【0042】次に、本発明の他の実施例である赤外線分
析計の全体概略図を図7に示す。ここで、基本的な構成
及び測定原理は、図1及び図4に示した赤外線ガス分析
計と同様であるが、本実施例では、測定セル3内を圧力
調整する第1調圧器3a、第2調圧器3b、及び温度検
出を行う圧力センサ3cに加え、測定セル3内を温度調
整を行う温調器3d及び温度検出を行う温度センサ3e
を備えたことを特徴とする。
析計の全体概略図を図7に示す。ここで、基本的な構成
及び測定原理は、図1及び図4に示した赤外線ガス分析
計と同様であるが、本実施例では、測定セル3内を圧力
調整する第1調圧器3a、第2調圧器3b、及び温度検
出を行う圧力センサ3cに加え、測定セル3内を温度調
整を行う温調器3d及び温度検出を行う温度センサ3e
を備えたことを特徴とする。
【0043】かかる構成の赤外線ガス分析計において、
演算制御手段5”は、図2に示すフローチャートに基づ
いてガス濃度計測を行うと共に、温度センサ3eからの
信号に基づき温調器3dを適宜制御することで図3で示
される検量線a〜cを作成した時の温度に測定セル3内
を保持する。
演算制御手段5”は、図2に示すフローチャートに基づ
いてガス濃度計測を行うと共に、温度センサ3eからの
信号に基づき温調器3dを適宜制御することで図3で示
される検量線a〜cを作成した時の温度に測定セル3内
を保持する。
【0044】また、かかる構成の赤外線ガス分析計にお
いて、図5に示すフローチャートに基づいてガス濃度計
測を行うと共に、圧力センサ3cからの信号に基づき第
1調圧部3a及び第2調圧部3bを適宜制御することで
測定セル3内を図6で示される検量線a’〜c’を作成
した時の圧力に保持するよう演算制御手段5”を構成し
てもよい。
いて、図5に示すフローチャートに基づいてガス濃度計
測を行うと共に、圧力センサ3cからの信号に基づき第
1調圧部3a及び第2調圧部3bを適宜制御することで
測定セル3内を図6で示される検量線a’〜c’を作成
した時の圧力に保持するよう演算制御手段5”を構成し
てもよい。
【0045】さらに、被測定ガスの濃度がそれほど変化
しない場合は、演算制御手段5”は、一つの検量線を用
いてガス濃度の算出を行うと共に、測定セル3内を検量
線を作成したときの温度及び圧力に保持するよう演算制
御手段5”を構成してもよい。 上述した実施例では、
相関フィルタ2を用い、測定対象ガスセル2aとゼロガ
スセル2bを介して赤外光を測定セル3内に照射するこ
とで、経時的に変化による測定誤差の修正を行うよう構
成したが、温調器3dと調圧器3a,3bを用いて検量
作成時の温度及び圧力に保持する場合は、測定セル3内
の経時的変化がなくなるため、特に相関フィルタ2を用
いなくても高精度な濃度計測が可能となる。
しない場合は、演算制御手段5”は、一つの検量線を用
いてガス濃度の算出を行うと共に、測定セル3内を検量
線を作成したときの温度及び圧力に保持するよう演算制
御手段5”を構成してもよい。 上述した実施例では、
相関フィルタ2を用い、測定対象ガスセル2aとゼロガ
スセル2bを介して赤外光を測定セル3内に照射するこ
とで、経時的に変化による測定誤差の修正を行うよう構
成したが、温調器3dと調圧器3a,3bを用いて検量
作成時の温度及び圧力に保持する場合は、測定セル3内
の経時的変化がなくなるため、特に相関フィルタ2を用
いなくても高精度な濃度計測が可能となる。
【0046】また、上述した実施例では、図3又は図6
に示されるように、それぞれ3本の検量線を用いた例を
示したが、2本或いは4本以上の検量線を用いてもよい
ことはいうまでもない。
に示されるように、それぞれ3本の検量線を用いた例を
示したが、2本或いは4本以上の検量線を用いてもよい
ことはいうまでもない。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、測定対象ガス濃度の計
測値に応じて、測定セル内の温度又は圧力を制御し、測
定セル内のガス濃度を制御すると共に、その温度又は圧
力下で作成した検量線を用いて濃度計測を行うよう構成
したため、ガス濃度が通常の測定レンジを超えて変化し
た場合であっても、測定セル長を変更することなく、高
精度なガス濃度の計測をなしうる。
測値に応じて、測定セル内の温度又は圧力を制御し、測
定セル内のガス濃度を制御すると共に、その温度又は圧
力下で作成した検量線を用いて濃度計測を行うよう構成
したため、ガス濃度が通常の測定レンジを超えて変化し
た場合であっても、測定セル長を変更することなく、高
精度なガス濃度の計測をなしうる。
【図1】本発明にかかる赤外線ガス分析計の一実施例を
示す図である。
示す図である。
【図2】本発明にかかる赤外線ガス分析計の一実施例の
作用を示す図である。
作用を示す図である。
【図3】測定セル内の圧力に応じた検量線を示す図であ
る。
る。
【図4】本発明にかかる赤外線ガス分析計の他の実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図5】本発明にかかる赤外線ガス分析計の他の実施例
の作用を示す図である。
の作用を示す図である。
【図6】測定セル内の圧力に応じた検量線を示す図であ
る。
る。
【図7】本発明にかかる赤外線ガス分析計の他の実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図8】赤外線ガス分析計で濃度計測に用いる検量線の
例を示す図である。
例を示す図である。
1・・・・光源 2・・・・相関フィルタ 3・・・・測定セル 3a・・・第1調圧器 3b・・・第2調圧器 3m・・・ガス導入管 3n・・・ガス排出管 4・・・・検出器 5・・・・演算制御手段
Claims (3)
- 【請求項1】 試料ガスが連続的に流れる測定セルを透
過した赤外光を検出することで、特定ガスの分析を行う
赤外線ガス分析計において、 前記測定セル内を加圧または減圧する調圧手段と、 前記測定セルを通過した赤外光の前記特定ガスに固有の
吸収波長帯の強度情報を検出する検出器と、 前記検出器の検出値に応じ、前記調圧手段を介して前記
測定セル内を所定圧力に変更すると共に、前記所定圧力
下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する演算
制御手段と、 を備えたことを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項2】 試料ガスが連続的に流れる測定セルを透
過した赤外光を検出することで、特定ガス成分の分析を
行う赤外線ガス分析計において、 前記測定セル内を加温または冷却する温調手段と、 前記測定セルを通過した赤外光の前記特定ガスに固有の
吸収波長帯の強度情報を検出する検出器と、 前記検出器の検出値に応じ、前記温調手段を介して前記
測定セル内を所定温度に変更すると共に、前記所定温度
下で予め求めた検量線を用いてガス濃度を算出する演算
制御手段と、 を備えたことを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項3】 試料ガスが連続的に流れる測定セルを透
過した赤外光を検出することで、特定ガス成分の分析を
行う赤外線ガス分析計において、 前記測定セル内を加圧または減圧する調圧手段と、 前記測定セル内を加温または冷却する温調手段と、 前記測定セルを通過した赤外光の前記特定ガスに固有の
吸収波長帯の強度情報を検出する検出器と、 前記調圧手段を介して前記測定セル内を所定圧力に保持
すると共に、前記温調手段を用いて前記測定セル内を所
定温度に保持し、かかる所定圧力及び所定温度下で予め
求めた検量線を用いてガス濃度を算出する演算制御手段
と、 を備えたことを特徴とする赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33957595A JPH09178656A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33957595A JPH09178656A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09178656A true JPH09178656A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18328776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33957595A Pending JPH09178656A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09178656A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005274139A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Horiba Ltd | 試料中の特定成分測定装置 |
US7057175B2 (en) | 2003-01-20 | 2006-06-06 | Seiko Epson Corporation | Infrared absorption measurement method, infrared absorption measurement device, and method of manufacturing semiconductor device |
JP2007248369A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Horiba Ltd | ガス分析計及びガス分析方法 |
JP2009545744A (ja) * | 2006-07-31 | 2009-12-24 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 電子装置製造システムにおけるガスの現場分析のための方法及び装置 |
JP2010048654A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Yazaki Corp | 濃度測定装置 |
CN103808685A (zh) * | 2012-11-14 | 2014-05-21 | 南京埃森环境技术有限公司 | 一种基于傅里叶变换的低浓度烟气红外分析仪及检测方法 |
JP2017044577A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ガスセンサ較正装置及びガスセンサ較正方法 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP33957595A patent/JPH09178656A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057175B2 (en) | 2003-01-20 | 2006-06-06 | Seiko Epson Corporation | Infrared absorption measurement method, infrared absorption measurement device, and method of manufacturing semiconductor device |
JP2005274139A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Horiba Ltd | 試料中の特定成分測定装置 |
JP4486837B2 (ja) * | 2004-03-22 | 2010-06-23 | 株式会社堀場製作所 | 燃料油中の特定成分濃度測定装置 |
JP2007248369A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Horiba Ltd | ガス分析計及びガス分析方法 |
JP2009545744A (ja) * | 2006-07-31 | 2009-12-24 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 電子装置製造システムにおけるガスの現場分析のための方法及び装置 |
US8813538B2 (en) | 2006-07-31 | 2014-08-26 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for insitu analysis of gases in electronic device fabrication systems |
JP2010048654A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Yazaki Corp | 濃度測定装置 |
CN103808685A (zh) * | 2012-11-14 | 2014-05-21 | 南京埃森环境技术有限公司 | 一种基于傅里叶变换的低浓度烟气红外分析仪及检测方法 |
JP2017044577A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ガスセンサ較正装置及びガスセンサ較正方法 |
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