JPH10142150A - レーザ波長設定装置 - Google Patents
レーザ波長設定装置Info
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- JPH10142150A JPH10142150A JP29607696A JP29607696A JPH10142150A JP H10142150 A JPH10142150 A JP H10142150A JP 29607696 A JP29607696 A JP 29607696A JP 29607696 A JP29607696 A JP 29607696A JP H10142150 A JPH10142150 A JP H10142150A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）等の二
次元、三次元濃度計測、及び温度計測に必要なレーザ光
の波長を、計測目的の原子・分子の励起波長に、精度よ
く自動的に設定できる装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】励起用パルスレーザ１と、波長可変レーザ
２と、高温発熱体もしくは放電端子封入セル３を前記順
に具備するとともに、セル３からの光をレンズ４介して
入力するを光検知器５と、セル３からの光を入力し測定
場２０に光を照射するビームエキスパンダー７と、測定
場２０からの光をレンズ８を介して入力するＣＣＤカメ
ラ９と、光検知器５からの信号とＣＣＤカメラ９からの
信号を入力し励起用パルスレーザ１に出力するコンピュ
ータ６と、励起用パルスレーザ１の発振とＣＣＤカメラ
９を同期させる同期ライン１０を有することを特徴とす
る。
次元、三次元濃度計測、及び温度計測に必要なレーザ光
の波長を、計測目的の原子・分子の励起波長に、精度よ
く自動的に設定できる装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】励起用パルスレーザ１と、波長可変レーザ
２と、高温発熱体もしくは放電端子封入セル３を前記順
に具備するとともに、セル３からの光をレンズ４介して
入力するを光検知器５と、セル３からの光を入力し測定
場２０に光を照射するビームエキスパンダー７と、測定
場２０からの光をレンズ８を介して入力するＣＣＤカメ
ラ９と、光検知器５からの信号とＣＣＤカメラ９からの
信号を入力し励起用パルスレーザ１に出力するコンピュ
ータ６と、励起用パルスレーザ１の発振とＣＣＤカメラ
９を同期させる同期ライン１０を有することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ誘起蛍光法
（以下ＬＩＦともいう）を用いた濃度、温度計測法に必
要なレーザ波長設定装置に関する。（ＬＩＦ＝Ｌａｓｃ
ｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆ１ｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ の
略）
（以下ＬＩＦともいう）を用いた濃度、温度計測法に必
要なレーザ波長設定装置に関する。（ＬＩＦ＝Ｌａｓｃ
ｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆ１ｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ の
略）
【０００２】
【従来の技術】従来の装置を図７に示す。図７は、従来
の波長設定装置、すなわち一般的なレーザ誘起蛍光法
（ＬＩＦ）を用いた温度、濃度解析装置を示す図であ
る。
の波長設定装置、すなわち一般的なレーザ誘起蛍光法
（ＬＩＦ）を用いた温度、濃度解析装置を示す図であ
る。
【０００３】レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）では、計測分
子が有している吸収線と同一の周波数を持つレーザ光で
測定場２０を照射する必要があるため、励起用パルスレ
ーザ１０１で波長可変レーザ１０２を発振させ、計測分
子の電子エネルギー差に対応した波長のレーザ光を出力
させる。
子が有している吸収線と同一の周波数を持つレーザ光で
測定場２０を照射する必要があるため、励起用パルスレ
ーザ１０１で波長可変レーザ１０２を発振させ、計測分
子の電子エネルギー差に対応した波長のレーザ光を出力
させる。
【０００４】レーザ光は、ビームエキスパンダー１０３
によりシート状にされた後、測定場２０に照射される。
励起された計測分子により生じる蛍光は、レンズ１０４
で集光され、ＣＣＤカメラ１０５で計測される。
によりシート状にされた後、測定場２０に照射される。
励起された計測分子により生じる蛍光は、レンズ１０４
で集光され、ＣＣＤカメラ１０５で計測される。
【０００５】同期ライン１０６は、励起用パルスレーザ
１０１の発振とＣＣＤカメラ１０５を同期させる。ＣＣ
Ｄカメラ１０５の信号は、コンピュータ１０７に転送さ
れ、温度、濃度が解析される。
１０１の発振とＣＣＤカメラ１０５を同期させる。ＣＣ
Ｄカメラ１０５の信号は、コンピュータ１０７に転送さ
れ、温度、濃度が解析される。
【０００６】従来の計測分子の電子エネルギー差に対応
した波長を設定する方法では、（Ａ）レーザ光の一部を
ビームスプリッター１０８で分岐し、（Ｂ）レンズ１０
９を用いて、レーザ光を高分解能分光器１１０のスリッ
ト上に集光し、（Ｃ）レーザ光は分光された後、ライン
センサー１１１で計測され、（Ｄ）コンピュータ１０７
で波長の絶対値を計算し、（Ｅ）その計算結果を用い
て、計測分子の電子エネルギー差に対応した波長を設定
していた。
した波長を設定する方法では、（Ａ）レーザ光の一部を
ビームスプリッター１０８で分岐し、（Ｂ）レンズ１０
９を用いて、レーザ光を高分解能分光器１１０のスリッ
ト上に集光し、（Ｃ）レーザ光は分光された後、ライン
センサー１１１で計測され、（Ｄ）コンピュータ１０７
で波長の絶対値を計算し、（Ｅ）その計算結果を用い
て、計測分子の電子エネルギー差に対応した波長を設定
していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 （１）レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）においては、計測分
子の電子エネルギー差に対応した波長に、レーザ光の波
長を精度０．００１ｎｍで一致させる必要があるが、通
常のレーザ装置に付属している波長表示装置（精度：
０．ｌｎｍ程度）では設定が不可能である。 （２）従来法のように、高分解能分光器１１０で波長の
絶対値を決定するためには、絶対値の校正が必要である
ほか、光学系のずれ等により誤差が発生しやすい傾向が
あり、精度に問題があった。 （３）また、一般に、高分解能分光器は装置が大きく
（５００×３００×３００ｍｍ程度）、装置のコンパク
ト化が困難であり、また装置も高価となる。本発明は、
これらの問題を解決することができる装置を提供するこ
とを目的とする。
は、次のような問題がある。 （１）レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）においては、計測分
子の電子エネルギー差に対応した波長に、レーザ光の波
長を精度０．００１ｎｍで一致させる必要があるが、通
常のレーザ装置に付属している波長表示装置（精度：
０．ｌｎｍ程度）では設定が不可能である。 （２）従来法のように、高分解能分光器１１０で波長の
絶対値を決定するためには、絶対値の校正が必要である
ほか、光学系のずれ等により誤差が発生しやすい傾向が
あり、精度に問題があった。 （３）また、一般に、高分解能分光器は装置が大きく
（５００×３００×３００ｍｍ程度）、装置のコンパク
ト化が困難であり、また装置も高価となる。本発明は、
これらの問題を解決することができる装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
（第１の手段）本発明に係るレーザ波長設定装置は、レ
ーザ光を測定場２０に入射し、測定する分子を電子エネ
ルギーレベルで励起し、励起された分子から発生する光
（蛍光）を計測することにより、測定場２０中の２次元
および３次元化学種濃度計測、及び、温度計測計測を行
う装置において、（Ａ）励起用パルスレーザ１と、波長
可変レーザ２と、高温発熱体もしくは放電端子封入セル
３を前記順に具備するとともに、（Ｂ）高温発熱体もし
くは放電端子封入セル３からの光（蛍光）をレンズ４を
介して入力するを光検知器５と、（Ｃ）高温発熱体もし
くは放電端子封入セル３からの光（蛍光）を入力し測定
場２０に光（蛍光）を照射するビームエキスパンダー７
と、（Ｄ）測定場２０からの光（蛍光）をレンズ８を介
して入力するＣＣＤカメラ９と、（Ｅ）光検知器５から
の信号と、ＣＣＤカメラ９からの信号を入力し、励起用
パルスレーザ１に出力するコンピュータ６と、（Ｆ）励
起用パルスレーザ１の発振とＣＣＤカメラ９を同期させ
る同期ライン１０を有し、（Ｇ）前記ＣＣＤカメラ９
は、高温発熱体もしくは放電端子が封入されたセル３内
をレーザ光を通過することにより高温発熱体もしくは放
電端子に接触した気体が反応して発生する原子・分子の
蛍光スペクトルを測定し、（Ｈ）前記コンピュータ６
は、計測分子の理論吸収線波長をデータとして内臓し、
測定した蛍光スペクトルと計測分子の理論吸収線波長の
スペクトル分布の比較を行い、（Ｉ）前記コンピュータ
（６）により、波長可変レーザ（２）のグレーティング
角度（回折角度）を制御することにより、レーザ波長の
絶対値を、高精度で原子・分子の最適な励起波長に自動
的に一致させることを特徴とする。
ーザ光を測定場２０に入射し、測定する分子を電子エネ
ルギーレベルで励起し、励起された分子から発生する光
（蛍光）を計測することにより、測定場２０中の２次元
および３次元化学種濃度計測、及び、温度計測計測を行
う装置において、（Ａ）励起用パルスレーザ１と、波長
可変レーザ２と、高温発熱体もしくは放電端子封入セル
３を前記順に具備するとともに、（Ｂ）高温発熱体もし
くは放電端子封入セル３からの光（蛍光）をレンズ４を
介して入力するを光検知器５と、（Ｃ）高温発熱体もし
くは放電端子封入セル３からの光（蛍光）を入力し測定
場２０に光（蛍光）を照射するビームエキスパンダー７
と、（Ｄ）測定場２０からの光（蛍光）をレンズ８を介
して入力するＣＣＤカメラ９と、（Ｅ）光検知器５から
の信号と、ＣＣＤカメラ９からの信号を入力し、励起用
パルスレーザ１に出力するコンピュータ６と、（Ｆ）励
起用パルスレーザ１の発振とＣＣＤカメラ９を同期させ
る同期ライン１０を有し、（Ｇ）前記ＣＣＤカメラ９
は、高温発熱体もしくは放電端子が封入されたセル３内
をレーザ光を通過することにより高温発熱体もしくは放
電端子に接触した気体が反応して発生する原子・分子の
蛍光スペクトルを測定し、（Ｈ）前記コンピュータ６
は、計測分子の理論吸収線波長をデータとして内臓し、
測定した蛍光スペクトルと計測分子の理論吸収線波長の
スペクトル分布の比較を行い、（Ｉ）前記コンピュータ
（６）により、波長可変レーザ（２）のグレーティング
角度（回折角度）を制御することにより、レーザ波長の
絶対値を、高精度で原子・分子の最適な励起波長に自動
的に一致させることを特徴とする。
【０００９】すなわち、本発明装置は、 （１）レーザ波長を設定するために、１５００℃程度と
なるセラミックス発熱体等の高温発熱体もしくは放電端
子が封入されたセル３をレーザ光路中に設置する。 （２）セル３内では、高温発熱体もしくは放電端子に接
触した気体が反応し計測目的の原子・分子が生成され
る。 （３）計測目的の原子・分子の吸収線の近傍でレーザ光
の波長をスキャンし、励起された原子・分子から発生す
る蛍光をレンズ４で集光し、光検知器５を用いて検知す
る。 （４）その検知信号をコンピュータ６で処理することに
より、図５（ａ）に示す蛍光スペクトルが計測される。 （５）一般に、レーザ装置に付属されている波長カウン
ターでは、波長の絶対精度が０．ｌｎｍ程度であるが、
レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）においては、計測分子の電
子エネルギー差に対応した波長にレーザ光の波長を精度
０．００１ｎｍで一致させる必要があるため、波長カウ
ンターと絶対波長にずれが生じている。
なるセラミックス発熱体等の高温発熱体もしくは放電端
子が封入されたセル３をレーザ光路中に設置する。 （２）セル３内では、高温発熱体もしくは放電端子に接
触した気体が反応し計測目的の原子・分子が生成され
る。 （３）計測目的の原子・分子の吸収線の近傍でレーザ光
の波長をスキャンし、励起された原子・分子から発生す
る蛍光をレンズ４で集光し、光検知器５を用いて検知す
る。 （４）その検知信号をコンピュータ６で処理することに
より、図５（ａ）に示す蛍光スペクトルが計測される。 （５）一般に、レーザ装置に付属されている波長カウン
ターでは、波長の絶対精度が０．ｌｎｍ程度であるが、
レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）においては、計測分子の電
子エネルギー差に対応した波長にレーザ光の波長を精度
０．００１ｎｍで一致させる必要があるため、波長カウ
ンターと絶対波長にずれが生じている。
【００１０】本発明装置では、その波長カウンターと絶
対波長のずれをなくすため、コンピュータ６には、図５
（ｂ）に示す計測分子の理論吸収線波長が、表１に示す
ようなデータとして蓄えられており、設定すべき波長は
ａ′であることがあらかじめ計算されている。
対波長のずれをなくすため、コンピュータ６には、図５
（ｂ）に示す計測分子の理論吸収線波長が、表１に示す
ようなデータとして蓄えられており、設定すべき波長は
ａ′であることがあらかじめ計算されている。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１において、 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２１ ； 吸収線の名前を表す Ｑ１、Ｑ２、Ｑ１２、Ｑ２１； 吸収線の名前を表す Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１２、Ｒ２１； 吸収線の名前を表す （６）測定した光（蛍光）スペクトル（ａｂｃｄｅ）
は、計測分子の理論吸収線波長のスペクトル分布（ａ′
ｂ′ｃ′ｄ′ｅ′）とコンピュータ６上で比較され、光
（蛍光）のピーク値（ａ）が理論蛍光スペクトルの値
（ａ′）に対応していることを認識させ、計測目的の波
長が蛍光強度のピーク値（ａ）の波長であることがコン
ピュータ６上で決定される。
は、計測分子の理論吸収線波長のスペクトル分布（ａ′
ｂ′ｃ′ｄ′ｅ′）とコンピュータ６上で比較され、光
（蛍光）のピーク値（ａ）が理論蛍光スペクトルの値
（ａ′）に対応していることを認識させ、計測目的の波
長が蛍光強度のピーク値（ａ）の波長であることがコン
ピュータ６上で決定される。
【００１３】具体的には、得られたスペクトルを波長と
信号強度の関数として、実験値の波長に補正（＋Ｘ）を
加えて理論スペクトルと比較し、誤差が最小となる値
（Ｘ）を求め（ａ）と（ａ′）を対応させる。 （７）決定された波長を基に、波長可変レーザのグレー
ティング角度（Ｇｒａｔｉｎｇ角度；回折格子角度）を
変化させ、計測目的の原子・分子の最適な励起波長にレ
ーザ光の波長をコンピュータにより自動的に一致させ
る。
信号強度の関数として、実験値の波長に補正（＋Ｘ）を
加えて理論スペクトルと比較し、誤差が最小となる値
（Ｘ）を求め（ａ）と（ａ′）を対応させる。 （７）決定された波長を基に、波長可変レーザのグレー
ティング角度（Ｇｒａｔｉｎｇ角度；回折格子角度）を
変化させ、計測目的の原子・分子の最適な励起波長にレ
ーザ光の波長をコンピュータにより自動的に一致させ
る。
【００１４】したがって、次のように作用する。 （１）一般に、分子、原子は特有の吸収線を有してお
り、吸収線の絶対波長は０．００１ｎｍ以上の精度で正
確に求められている。
り、吸収線の絶対波長は０．００１ｎｍ以上の精度で正
確に求められている。
【００１５】そのため、本発明によりレーザ光の絶対波
長を精度よく求めることが可能となる。 （２）絶対波長を求める上で、原子・分子の吸収線を使
用しているため、光学系のずれ等の影響がなく、誤差が
発生しにくい。 （３）また、高温発熱体表面もしくは放電領域での気体
の反応により発生する原子・分子を使用しているため、
ボンベ等を用意する必要がなく、装置をコンパクト、か
つ安価にすることができる。
長を精度よく求めることが可能となる。 （２）絶対波長を求める上で、原子・分子の吸収線を使
用しているため、光学系のずれ等の影響がなく、誤差が
発生しにくい。 （３）また、高温発熱体表面もしくは放電領域での気体
の反応により発生する原子・分子を使用しているため、
ボンベ等を用意する必要がなく、装置をコンパクト、か
つ安価にすることができる。
【００１６】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態を図１
〜図６に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
るＬＩＦ計測装装置を示す図。
〜図６に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
るＬＩＦ計測装装置を示す図。
【００１７】図２は、第１の実施の形態に係る高温発熱
体を封入したセルの説明図。図３は、第１の実施の形態
に係る放電端子を封入したセルの説明図。図４は、第１
の実施の形態に係る高温発熱体もしくは放電端子を封入
したセルの説明図。
体を封入したセルの説明図。図３は、第１の実施の形態
に係る放電端子を封入したセルの説明図。図４は、第１
の実施の形態に係る高温発熱体もしくは放電端子を封入
したセルの説明図。
【００１８】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る
分子の蛍光スペクトルを示す図。図６は、本発明のボイ
ラー、キルン等の燃焼器への応用例を示す図である。図
１〜図５に示すように、励起用パルスレーザ１から波長
可変レーザ２を発振させ、高温発熱体もしくは放電端子
が封入されたセル３をレーザ光路中に設置する。
分子の蛍光スペクトルを示す図。図６は、本発明のボイ
ラー、キルン等の燃焼器への応用例を示す図である。図
１〜図５に示すように、励起用パルスレーザ１から波長
可変レーザ２を発振させ、高温発熱体もしくは放電端子
が封入されたセル３をレーザ光路中に設置する。
【００１９】高温発熱体もしくは放電端子部での気体の
反応により発生した原子・分子の吸収線の近傍で、レー
ザ光の波長をスキャンし、励起された原子・分子から発
生される蛍光をレンズ４で集光し、光検知器５を用いて
計測し結果をコンピュータ６に転送する。
反応により発生した原子・分子の吸収線の近傍で、レー
ザ光の波長をスキャンし、励起された原子・分子から発
生される蛍光をレンズ４で集光し、光検知器５を用いて
計測し結果をコンピュータ６に転送する。
【００２０】コンピュータ６に蓄えられている理論吸収
線波長（ａ′ｂ′ｃ′ｄ′ｅ′）のスペクトル分布と、
測定した蛍光スペクトル（ａｂｃｄｅ）をコンピュータ
６上で比較し、コンピュータ６で計算されている原子・
分子の励起に最適な励起波長に対応するレーザの波長を
計算し、波長可変レーザ２のグレーティング角度（Ｇｒ
ａｔｉｎｇ角度；回折格子角度）を変化させ、レーザの
波長を計測目的の原子・分子の励起に最適な励起波長に
コンピュータにより自動的に設定する。
線波長（ａ′ｂ′ｃ′ｄ′ｅ′）のスペクトル分布と、
測定した蛍光スペクトル（ａｂｃｄｅ）をコンピュータ
６上で比較し、コンピュータ６で計算されている原子・
分子の励起に最適な励起波長に対応するレーザの波長を
計算し、波長可変レーザ２のグレーティング角度（Ｇｒ
ａｔｉｎｇ角度；回折格子角度）を変化させ、レーザの
波長を計測目的の原子・分子の励起に最適な励起波長に
コンピュータにより自動的に設定する。
【００２１】レーザ光はビームエキスパンダー７により
シート状にされた後、測定場２０に照射される。測定場
２０から生じる蛍光は、レンズ８で集光され後、ＣＣＤ
カメラ９で計測される。
シート状にされた後、測定場２０に照射される。測定場
２０から生じる蛍光は、レンズ８で集光され後、ＣＣＤ
カメラ９で計測される。
【００２２】計測結果はコンピュータ６に転送され、計
測目的の原子・分子の濃度、温度が解析される。同期ラ
イン１０は励起用パルスレーザ１の発振とＣＣＤカメラ
９を同期させる。
測目的の原子・分子の濃度、温度が解析される。同期ラ
イン１０は励起用パルスレーザ１の発振とＣＣＤカメラ
９を同期させる。
【００２３】本発明装置の設置は、図１（ｂ）に示すよ
うに、波長可変レーザから発せられるレーザ光をビーム
スプリッター１１で１部分岐した光を高温発熱体封入セ
ル３に入射することも可能である。
うに、波長可変レーザから発せられるレーザ光をビーム
スプリッター１１で１部分岐した光を高温発熱体封入セ
ル３に入射することも可能である。
【００２４】本発明に適用することが可能な「吸収線の
絶対波長が０．００１ｎｍ以上の精度で求められている
分子・原子と、それを発生させる装置」の組合わせを、
図２〜図４に示す。
絶対波長が０．００１ｎｍ以上の精度で求められている
分子・原子と、それを発生させる装置」の組合わせを、
図２〜図４に示す。
【００２５】図２は、セル３の中に、高温発熱体３Ａを
封入し、空気が高温発熱体に接触することでＮＯ分子を
発生させるＮＯ励起用レーザ波長設定装置を示す。図３
は、セル３の中に、放電装置を組み込み、空気（水蒸気
を含む）が放電部で反応し、ＯＨやＮＯを発生する装置
を示す。
封入し、空気が高温発熱体に接触することでＮＯ分子を
発生させるＮＯ励起用レーザ波長設定装置を示す。図３
は、セル３の中に、放電装置を組み込み、空気（水蒸気
を含む）が放電部で反応し、ＯＨやＮＯを発生する装置
を示す。
【００２６】図４は、セル３の中に、Ｎａ、Ｋ、Ｚｎ等
の計測対象の分子・原子を封入し、分子・原子の気化温
度まで昇温可能な装置（発熱体、放電端子など）を付加
した装置を示す。
の計測対象の分子・原子を封入し、分子・原子の気化温
度まで昇温可能な装置（発熱体、放電端子など）を付加
した装置を示す。
【００２７】図５（ａ）は計測スペクトルを示し、図５
（ｂ）は計測分子の理論吸収線波長を示す。図６は、本
発明を用いたボイラ、キルン等の燃焼器内の三次元温度
計測への応用例を示す。
（ｂ）は計測分子の理論吸収線波長を示す。図６は、本
発明を用いたボイラ、キルン等の燃焼器内の三次元温度
計測への応用例を示す。
【００２８】波長可変レーザ５１及び５２の波長を、本
発明のレーザ波長設定装置６１及び６２を用いて設定
し、ミラー３３、３５、及びビームコンバイナー３４を
用いて計測窓３６からボイラー、キルンなどの燃焼器３
７へと入射する。
発明のレーザ波長設定装置６１及び６２を用いて設定
し、ミラー３３、３５、及びビームコンバイナー３４を
用いて計測窓３６からボイラー、キルンなどの燃焼器３
７へと入射する。
【００２９】レーザ光により発生した蛍光は、入射光と
同軸でミラー３５、３８及びレンズ３９、フィルター４
０を用いて光検出器４１にて検出され、光検出器コント
ローラ４２を介してコンピュータ４３に転送され、燃焼
器内の温度が解析される。
同軸でミラー３５、３８及びレンズ３９、フィルター４
０を用いて光検出器４１にて検出され、光検出器コント
ローラ４２を介してコンピュータ４３に転送され、燃焼
器内の温度が解析される。
【００３０】ミラー３５にスキャンニング機構を持たせ
ることにより、燃焼器内の複数の場所にレーザ光を入射
することにより、レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）の原理を
用いて燃焼器内の３次元的温度分布が計測可能となる。
そのため、プラントの制御や、高精度化等に貢献するこ
とができる。
ることにより、燃焼器内の複数の場所にレーザ光を入射
することにより、レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）の原理を
用いて燃焼器内の３次元的温度分布が計測可能となる。
そのため、プラントの制御や、高精度化等に貢献するこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明により、レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）等の
二次元、三次元ＮＯ濃度計測、及び温度計測に必要なレ
ーザ光の波長を、計測目的の原子・分子の励起波長に、
精度よく自動的に設定可能となる。 （２）また、本発明を用いることにより、装置をコンパ
クト（１例：１００ｘ１００×２００ｍｍ）、かつ安価
にすることが可能になる。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明により、レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）等の
二次元、三次元ＮＯ濃度計測、及び温度計測に必要なレ
ーザ光の波長を、計測目的の原子・分子の励起波長に、
精度よく自動的に設定可能となる。 （２）また、本発明を用いることにより、装置をコンパ
クト（１例：１００ｘ１００×２００ｍｍ）、かつ安価
にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るれれれ（ＬＩ
Ｆ）計測装置を示す図。
Ｆ）計測装置を示す図。
【図２】第１の実施の形態に係る高温発熱体を封入した
セルの説明図。
セルの説明図。
【図３】第１の実施の形態に係る放電端子を封入したセ
ルの説明図。
ルの説明図。
【図４】第１の実施の形態に係る高温発熱体もしくは放
電端子を封入したセルの説明図。
電端子を封入したセルの説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る分子の蛍光ス
ペクトルを示す図。
ペクトルを示す図。
【図６】本発明のボイラー、キルン等の燃焼器への応用
例を示す図。
例を示す図。
【図７】従来の波長設定装置を示す図。
１…励起用パルスレーザ ２…波長可変レーザ ３…高温発熱体もしくは放電端子封入セル ３Ａ…高温発熱体 ３Ｂ…放電端子 ４…レンズ ５…光検知器 ６…コンピュータ ７…ビームエキスパンダー ８…レンズ ９…ＣＣＤカメラ １０…同期ライン １１…ビームスプリッター ２０…測定場 ３３…ミラー ３４…ビームコンバイナー ３５…ミラー（必要に応じてスキュンニング機構を付け
る） ３６…計測窓 ３７…ボイラー、キルン等の燃焼器 ３８…ミラー ３９…レンズ ４０…フィルター ４１…光検出器 ４２…光検出器コントローラ ４３…コンピュータ ５１…第１の波長可変レーザ ５２…第２の波長可変レーザ ６１…第１のレーザ波長設定装置 ６２…第２のレーザ波長設定装置 １０１…励起用パルスレーザ １０２…波長可変レーザ １０３…ビームエキスパンダー １０４…レンズ １０５…ＣＣＤカメラ １０６…同期ライン １０７…コンピュータ １０８…ビームスプリッター １０９…レンズ １１０…高分解能分光器 １１１…ラインセンサー １２０…測定場
る） ３６…計測窓 ３７…ボイラー、キルン等の燃焼器 ３８…ミラー ３９…レンズ ４０…フィルター ４１…光検出器 ４２…光検出器コントローラ ４３…コンピュータ ５１…第１の波長可変レーザ ５２…第２の波長可変レーザ ６１…第１のレーザ波長設定装置 ６２…第２のレーザ波長設定装置 １０１…励起用パルスレーザ １０２…波長可変レーザ １０３…ビームエキスパンダー １０４…レンズ １０５…ＣＣＤカメラ １０６…同期ライン １０７…コンピュータ １０８…ビームスプリッター １０９…レンズ １１０…高分解能分光器 １１１…ラインセンサー １２０…測定場
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ光を測定場（２０）に入射し、測定
する分子を電子エネルギーレベルで励起し、励起された
分子から発生する光（蛍光）を計測することにより、測
定場（２０）中の２次元化学種濃度計測、及び、温度計
測計測を行う装置において、（Ａ）励起用パルスレーザ
（１）と、波長可変レーザ（２）と、高温発熱体もしく
は放電端子封入セル（３）を前記順に具備するととも
に、（Ｂ）高温発熱体もしくは放電端子封入セル（３）
からの光（蛍光）をレンズ（４）を介して入力するを光
検知器（５）と、（Ｃ）高温発熱もしくは放電端子体封
入セル（３）からの光（蛍光）を入力し測定場（２０）
に光（蛍光）を照射するビームエキスパンダー（７）
と、（Ｄ）測定場（２０）からの光（蛍光）をレンズ
（８）を介して入力するＣＣＤカメラ（９）と、（Ｅ）
光検知器（５）からの信号と、ＣＣＤカメラ（９）から
の信号を入力し、励起用パルスレーザ（１）に出力する
コンピュータ（６）と、（Ｆ）励起用パルスレーザ
（１）の発振とＣＣＤカメラ（９）を同期させる同期ラ
イン（１０）を有し、（Ｇ）前記ＣＣＤカメラ（９）
は、高温発熱体もしくは放電端子が封入されたセル
（３）内をレーザ光が通過することにより、高温発熱体
もしくは放電端子に接触した気体が反応して発生する原
子・分子の蛍光スペクトルを測定し、（Ｈ）前記コンピ
ュータ６は、計測分子の理論吸収線波長をデータとして
内臓し、測定した蛍光スペクトルと計測分子の理論吸収
線波長のスペクトル分布の比較を行い、（Ｉ）前記コン
ピュータ（６）により、波長可変レーザ（２）のグレー
ティング角度（回折角度）を制御することにより、レー
ザ波長の絶対値を、高精度で原子・分子の最適な励起波
長に自動的に一致させることを特徴とするレーザ波長設
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29607696A JP3453260B2 (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | レーザ波長設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29607696A JP3453260B2 (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | レーザ波長設定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10142150A true JPH10142150A (ja) | 1998-05-29 |
| JP3453260B2 JP3453260B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=17828813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29607696A Expired - Lifetime JP3453260B2 (ja) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | レーザ波長設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3453260B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215851A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Nippon Steel Corp | レーザ誘起蛍光分析用プローブ及びレーザ誘起蛍光分析装置 |
| JP2018530736A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-10-18 | アカデミー オブ オプト−エレクトロニクス，チャイニーズ アカデミー オブ サイエンシズ | マルチパルスレーザー誘起プラズマスペクトル分析機器を採用して鉄鋼サンプル成分を検出する方法 |
-
1996
- 1996-11-08 JP JP29607696A patent/JP3453260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215851A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Nippon Steel Corp | レーザ誘起蛍光分析用プローブ及びレーザ誘起蛍光分析装置 |
| JP4734273B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2011-07-27 | 新日本製鐵株式会社 | レーザ誘起蛍光分析装置 |
| JP2018530736A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-10-18 | アカデミー オブ オプト−エレクトロニクス，チャイニーズ アカデミー オブ サイエンシズ | マルチパルスレーザー誘起プラズマスペクトル分析機器を採用して鉄鋼サンプル成分を検出する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3453260B2 (ja) | 2003-10-06 |
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