JPH11108835A - 赤外線検出器及び赤外線式ガス分析計 - Google Patents

赤外線検出器及び赤外線式ガス分析計

Info

Publication number
JPH11108835A
JPH11108835A JP26678797A JP26678797A JPH11108835A JP H11108835 A JPH11108835 A JP H11108835A JP 26678797 A JP26678797 A JP 26678797A JP 26678797 A JP26678797 A JP 26678797A JP H11108835 A JPH11108835 A JP H11108835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
infrared
detector
chambers
gas
chamber
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
JP26678797A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Araya
克彦 荒谷
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu 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 Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP26678797A priority Critical patent/JPH11108835A/ja
Publication of JPH11108835A publication Critical patent/JPH11108835A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動のある場所でも高感度で赤外線を検出で
き、赤外線ガス分析を実現する。 【解決手段】 検出器4の室内を、固定電極9を挟んで
両側に対向配置した2 つのコンデンサ膜10、11によ
り固定電極9を有する中間室12とその両側室13、1
3の3 室に分離すると共に各室内部に赤外線を吸収する
ガスを充填したものである。この検出器4では、1つの
固定電極9と2つのコンデンサ膜10、11とによって
2つのコンデンサC1、C2が形成され、これら2つの
コンデンサC1、C2が電気的に並列に接続された、そ
の電気容量の変化を検出するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラーなどの燃
焼排ガス測定、大気測定、自動車排ガス測定などの環境
監視用として、あるいは鉄鋼、窯業、石油化学プラント
のプロセスガスの濃度監視や制御用として広く用いられ
る、ガス固有の赤外線吸収特性を利用したガス分析計及
び同分析計にも使用される赤外線検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の赤外線検出器及び赤外線式ガス分
析計は、図5に示されるとおり、その光学系は、光源
1、比較セル2、試料セル3及び検出器4から構成さ
れ、光源エレメントから出射した光は2つの光束に分け
られて、モータ5により駆動される回転セクタ6で断続
光となり、比較セル2及び試料セル3を透過して検出器
4に到達する。比較セル2には、赤外線を吸収しないガ
ス、例えば窒素ガスが封入されており、赤外線の吸収が
ないため比較セル2を透過した光の波形(C)は入射光
(A)とほぼ同形である。これに対して、試料ガスが流
れている試料セル3においては、試料ガス中の測定成分
の濃度に応じた赤外線の吸収が起きるため、その透過光
の波形(D)は、入射光の波形(B)のうち測定成分の
吸収帯のみが少なくなっている。
【0003】検出器4としてはその室内が比較側と試料
側に対応して金属薄膜により2室に分離され、一方側の
室内に配置された固定電極と金属薄膜との間にコンデン
サを形成している。また、検出器4の室内には、測定成
分がある濃度で封入されており、測定成分の固有の波長
の光のみが選択的に吸収される。
【0004】この検出器4で、比較セル2と試料セル3
を透過した断続光の光量差(熱エネルギーの差)を圧力
差に変換し、これをコンデンサ容量の変化として検出し
て、増幅など電気信号処理のあと、出力信号として取り
出す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の赤外線検出器では外部振動に対して弱い、即
ち、コンデンサを形成する金属薄膜が外部振動の影響を
受け易く、特に同薄膜の変位方向に外部から振動を受け
た場合には測定指示に直ちに影響を受けるという問題点
があった。従って、赤外線式ガス分析計としても振動の
ある場所での測定には不向きであった。
【0006】また、従来の検出器では、比較セルと試料
セルを透過した断続光の光量差(熱エネルギーの差)を
圧力差に変換し、これをコンデンサ容量の変化として検
出するのであるが、十分な光量差がない場合、即ち試料
ガス中の測定成分の濃度が低い場合には、これを圧力差
として感度よく検出することに少なからず限界があっ
た。従って、赤外線式ガス分析計としても高感度のガス
分析が行えなかった。
【0007】本発明は、このような事情に鑑み、外部か
らの振動にも強く、従って、振動のある場所でも高感度
のガス分析が可能な赤外線検出器及び赤外線式ガス分析
計を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の赤外線検出器においては、検出器の室内
を、固定電極を挟んで両側に対向配置した2 つのコンデ
ンサ膜により固定電極を有する中間室とその両側室の3
室に分離すると共に各室内部に赤外線を吸収するガスを
充填したものである。従って、この検出器では、1つの
固定電極と2つのコンデンサ膜とによって2つのコンデ
ンサが形成され、図2の等価電気回路に示されるよう
に、これら2つのコンデンサが電気的に並列に接続され
た、その電気容量の変化を検出するものである。
【0009】また、本発明の赤外線式ガス分析計におい
ては、赤外線を断続光として比較セルと測定セルに同時
に照射し、両セルを透過した赤外線を検出器で検出して
試料ガス中の測定成分の濃度を求める方式の赤外線式ガ
ス分析計であって、検出器として上記赤外線検出器を用
い、比較セルと測定セルを透過した赤外線を、検出器の
中間室又は両側室の一方側に連通する受光室と同中間室
又は両側室の他方側に連通する受光室で別々に同時に受
光し、検出器の中間室と両側室との間を仕切る2つのコ
ンデンサ膜の圧力差から試料ガス中の測定成分の濃度を
求めるようにしたものである。
【0010】さらに、本発明の赤外線式ガス分析計にお
いては、赤外線を断続光として比較セルと測定セルに交
互に照射し、両セルを透過した赤外線を検出器で検出し
てその強度比から試料ガス中の測定成分の濃度を求める
方式の赤外線式ガス分析計であって、検出器として上記
赤外線検出器を用い、検出器の中間室又は両側室の一方
側に連通する受光室と同中間室又は両側室の他方側に連
通する受光室を直列に配置して、比較セルと測定セルを
交互に透過した赤外線を直列配置の2つの受光室を通し
て受光し、検出器の中間室と両側室との間を仕切る2つ
のコンデンサ膜の圧力差の比から試料ガス中の測定成分
の濃度を求めるようにしたものである。
【0011】さらにまた、本発明の赤外線式ガス分析計
においては、ゼロガスと試料ガスが交互に導入される測
定セルに赤外線を照射し、測定セルを透過した赤外線を
検出器で検出して試料ガス中の測定成分の濃度を求める
方式の赤外線式ガス分析計であって、検出器として上記
検出器を用い、測定セルを透過した赤外線を、検出器の
中間室又は両側室のいずれか一方側に連通する受光室で
受光し、検出器の中間室と両側室との間を仕切る2つの
コンデンサ膜の圧力差から試料ガス中の測定成分の濃度
を求めるようにしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施例の赤外線検出器並びに赤外線式ガス分析計を
説明するに、図1に本発明の赤外線検出器の基本的構成
を、赤外線を断続光として比較セルと測定セルに同時に
照射し、両セルを透過した赤外線を2つの受光室7、8
で別々に同時に受光して試料ガス中の測定成分の濃度を
求める方式の赤外線式ガス分析計(図5参照)に適用し
た例として示す。
【0013】図2において、固定電極9はその両端に数
十μm程度の隙間をもって検出器4の室内に設けられ、
かつ両側には2つのコンデンサ膜(金属薄膜)10、1
1が対向配置され、これにより検出器4の室内は、固定
電極9を有する中間室12とその両側室13、13の3
室に分離される。
【0014】固定電極9と2つのコンデンサ膜10、1
1とから2つのコンデンサが形成される。これらコンデ
ンサC1、C2は図2の等価電気回路のように電気的に
並列に接続され、その電気容量の変化がプリアンプで検
知される。また、各室内部には赤外線を吸収するガス
(測定成分)がある濃度で充填されている。
【0015】固定電極9を有する中間室12は1つの受
光室、例えば測定セル3を透過した光を受光する受光室
8に連通され、コンデンサ膜10、11で仕切られた両
側室13、13は他方の受光室、例えば比較セル2を透
過した光を受光する受光室7に連通される。
【0016】従って、2つの受光室7、8の圧力差の変
化は2つのコンデンサで検知することになり、受感面積
(容量)が従来に比し2倍となるので、圧力変化に対す
る容量変化が大きく、感度が向上する。また、コンデン
サ膜10、11の変位方向に外部から振動を受けた場
合、その振動(膜の動き)は2つのコンデンサの容量に
影響は及ぼすが、2つのコンデンサでその影響が逆とな
り(一方の容量が増加すれば他方のそれは減少する)、
トータルの容量には影響を及ぼさなくなるので、結果的
に外部振動の影響を受けない測定が可能となる。
【0017】図3は、赤外線を断続光として比較セル2
と測定セル3に交互に照射し、両セル2、3を透過した
赤外線を検出器で検出してその強度比から試料ガス中の
測定成分の濃度を求めるレシオ方式の赤外線式ガス分析
計に本発明検出器を適用した実施例を示す。
【0018】図3において、レシオ方式の赤外線式ガス
分析計の動作原理を簡単に説明すると、光学系は上述し
た両セル同時照射方式の分析計(図5参照)と同様に、
光源5、セル2、3、検出器4で構成されているが、光
源5から放射された赤外線は回転セクタ6により比較セ
ル2と試料セル3に交互にパルス状に導入され、両セル
2、3を透過した赤外線は交互に検出器4に達し、この
検出器4は前室と後室に分離されている。また、検出器
4の内部には同様に測定成分が適当な濃度で封入されて
いる。このため、検出器4に入射した赤外線のうち測定
成分の吸収帯のみが前室と後室で吸収され、前室と後室
の圧力差(赤外線強度)が信号として検出され、この両
セル2、3の赤外線強度比から測定成分のガス濃度を求
める。
【0019】検出器4には本発明の検出器が適用され、
前室の受光室14が固定電極9を有する中間室12に連
通され、後室の受光室15がコンデンサ膜10、11で
仕切られた両側室13、13に連通される。従って、上
記実施例と同様に、2つの受光室14、15の圧力差の
変化は2倍の容量の検出器で検出することになり、圧力
変化に対する容量変化が大きく、感度が向上する。ま
た、コンデンサ膜10、11が対向した位置に配置され
ているので、振動による静電容量変化が2つのコンデン
サでキャンセルされ、外部振動の影響を受けなくなる。
【0020】図4は、ゼロガスと試料ガスが交互に導入
される測定セル16に赤外線を照射し、測定セル16を
透過した赤外線を検出器4で検出して試料ガス中の測定
成分の濃度を求める方式の赤外線式ガス分析計に本発明
検出器を適用した実施例を示す。
【0021】図4において、検出器4は1つの受光室1
7を有し、この受光室17は検出器の中間室又は両側室
のいずれか一方側、例えば実施例では中間室の両側の側
室13、13に連通している。勿論、検出器4の内部に
は同様に測定成分が適当な濃度で封入されている。従っ
て、測定セル16にゼロガスと試料ガスとを交互に流
し、そのとき測定セル透過光を1つの受光室17で受光
し、検出器の中間室12と両側室13、13との間を仕
切る2つのコンデンサ膜10、11の圧力差として検出
して試料ガス中の測定成分の濃度を求める。
【0022】従って、この実施例においても上記実施例
と同様に、測定セル17を透過した赤外線を2倍の容量
の検出器で検出することになり、圧力変化に対する容量
変化が大きく、感度が向上する。また、振動による静電
容量変化が2つのコンデンサでキャンセルされ、外部振
動の影響を受けることもない。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、感度の高い赤外線の検出か可能となり、高
感度ガス分析ができると共に、外部振動に対しても影響
を受けることがないので、振動のある場所でのガス分析
も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の赤外線検出器を示す概略図であ
る。
【図2】本発明実施例の赤外線検出器の要部等価電気回
路図である。
【図3】本発明実施例の赤外線式ガス分析計の概略図で
ある。
【図4】本発明実施例の他の赤外線式ガス分析計の概略
図である。
【図5】従来の赤外線式ガス分析計の概略図である。
【符号の説明】
1…光源 2…比較セル 3…試料セル 4…検出器
7、8…受光室 9…固定電極 10、11…コンデンサ膜(薄膜) 1
2…中間室 13、13…側室 14、15…受光室 16…測定セ
ル 17…受光室 C1、C2…コンデンサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出器の室内を、固定電極を挟んで両側
    に対向配置した2 つのコンデンサ膜により固定電極を有
    する中間室とその両側室の3 室に分離すると共に各室内
    部に赤外線を吸収するガスを充填してなる赤外線検出
    器。
  2. 【請求項2】 赤外線を断続光として比較セルと測定セ
    ルに同時に照射し、両セルを透過した赤外線を検出器で
    検出して試料ガス中の測定成分の濃度を求める方式の赤
    外線式ガス分析計において、 赤外線検出器として、その室内を、固定電極を挟んで両
    側に対向配置した2つのコンデンサ膜により固定電極を
    有する中間室とその両側室の3 室に分離し、かつ各室内
    部に測定成分ガスを封入して構成し、比較セルと測定セ
    ルを透過した赤外線を、検出器の中間室又は両側室の一
    方側に連通する受光室と同中間室又は両側室の他方側に
    連通する受光室で別々に同時に受光し、検出器の中間室
    と両側室との間を仕切る2つのコンデンサ膜の圧力差か
    ら試料ガス中の測定成分の濃度を求めるようにしたこと
    を特徴とする赤外線式ガス分析計。
  3. 【請求項3】 赤外線を断続光として比較セルと測定セ
    ルに交互に照射し、両セルを透過した赤外線を検出器で
    検出してその強度比から試料ガス中の測定成分の濃度を
    求める方式の赤外線式ガス分析計において、 赤外線検出器として、その室内を、固定電極を挟んで両
    側に対向配置した2つのコンデンサ膜により固定電極を
    有する中間室とその両側室の3 室に分離し、かつ各室内
    部に測定成分ガスを封入して構成し、検出器の中間室又
    は両側室の一方側に連通する受光室と同中間室又は両側
    室の他方側に連通する受光室を直列に配置して、比較セ
    ルと測定セルを交互に透過した赤外線を直列配置の2つ
    の受光室を通して受光し、検出器の中間室と両側室との
    間を仕切る2つのコンデンサ膜の圧力差の比から試料ガ
    ス中の測定成分の濃度を求めるようにしたことを特徴と
    する赤外線式ガス分析計。
  4. 【請求項4】 ゼロガスと試料ガスが交互に導入される
    測定セルに赤外線を照射し、測定セルを透過した赤外線
    を検出器で検出して試料ガス中の測定成分の濃度を求め
    る方式の赤外線式ガス分析計において、 赤外線検出器として、その室内を、固定電極を挟んで両
    側に対向配置した2つのコンデンサ膜により固定電極を
    有する中間室とその両側室の3 室に分離し、かつ各室内
    部に測定成分ガスを封入して構成し、測定セルを透過し
    た赤外線を、検出器の中間室又は両側室のいずれか一方
    側に連通する受光室で受光し、検出器の中間室と両側室
    との間を仕切る2つのコンデンサ膜の圧力差から試料ガ
    ス中の測定成分の濃度を求めるようにしたことを特徴と
    する赤外線式ガス分析計。
JP26678797A 1997-09-30 1997-09-30 赤外線検出器及び赤外線式ガス分析計 Pending JPH11108835A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26678797A JPH11108835A (ja) 1997-09-30 1997-09-30 赤外線検出器及び赤外線式ガス分析計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26678797A JPH11108835A (ja) 1997-09-30 1997-09-30 赤外線検出器及び赤外線式ガス分析計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11108835A true JPH11108835A (ja) 1999-04-23

Family

ID=17435694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26678797A Pending JPH11108835A (ja) 1997-09-30 1997-09-30 赤外線検出器及び赤外線式ガス分析計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11108835A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4829183A (en) Dual sample cell gas analyzer
US6989549B2 (en) Optical gas sensor
US5559333A (en) Apparatus of non-dispersive infrared analyzer
US4281248A (en) Nondispersive infrared gas analyzer
US4234258A (en) Stark cell optoacoustic detection of constituent gases in sample
US4598201A (en) Infrared fluid analyzer employing a pneumatic detector
US3725702A (en) Infrared gas analyzer
JPS62126329A (ja) 吸光分析計
JPH0217327Y2 (ja)
JPH11108835A (ja) 赤外線検出器及び赤外線式ガス分析計
US4156812A (en) Pneumatic radiation detector
US5739538A (en) Pneumatic infrared gas detector
US4199683A (en) Zero-stable nondispersive gas analyzer
JPH0529061B2 (ja)
US3566106A (en) Nonmicrophonic infrared gas analyzer
US4184074A (en) Nondispersive infrared gas analysis device
JP2811563B2 (ja) Co分析計
JP2002202260A (ja) 赤外線ガス分析計用コンデンサマイクロフォン検出器
JPS6021791Y2 (ja) 赤外線ガス分析計の干渉補償形検出器
JPH0645246Y2 (ja) 赤外線式ガス分析計
KR830000032B1 (ko) 광음향형 가스 분석장치
JP2002228585A (ja) 非分散型赤外線ガス分析計
JPH056864B2 (ja)
JPS6329239Y2 (ja)
JP3046673B2 (ja) ガス分析計