JPH11304706A - 赤外線ガス分析装置 - Google Patents
赤外線ガス分析装置Info
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- JPH11304706A JPH11304706A JP13120098A JP13120098A JPH11304706A JP H11304706 A JPH11304706 A JP H11304706A JP 13120098 A JP13120098 A JP 13120098A JP 13120098 A JP13120098 A JP 13120098A JP H11304706 A JPH11304706 A JP H11304706A
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-
- 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
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 経時的に生ずる濃度出力のシフト分を定期的
に補正することにより、ゼロ点の校正周期を延ばすこと
ができ、長期にわたって安定して連続測定を行うことが
できる赤外線ガス分析装置を提供すること。 【解決手段】 比較用検出部９Ｒの出力と測定用検出部
９Ｓの出力との差または比に基づいて測定対象ガスの濃
度を求めるようにした赤外線ガス分析装置において、比
較用検出部９Ｒの出力を一定の周期でモニターし、予め
設定している値を超えて変化しているときには、さらに
ゼロ点シフト補正関数を用いて付加的に濃度出力の補正
を行うようにした。
に補正することにより、ゼロ点の校正周期を延ばすこと
ができ、長期にわたって安定して連続測定を行うことが
できる赤外線ガス分析装置を提供すること。 【解決手段】 比較用検出部９Ｒの出力と測定用検出部
９Ｓの出力との差または比に基づいて測定対象ガスの濃
度を求めるようにした赤外線ガス分析装置において、比
較用検出部９Ｒの出力を一定の周期でモニターし、予め
設定している値を超えて変化しているときには、さらに
ゼロ点シフト補正関数を用いて付加的に濃度出力の補正
を行うようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、赤外線ガス分析
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、事業所や工場の空調管理におい
て、室内環境の快適性や作業効率の向上を目指して、部
屋ごとに室内のＣＯ2 の量を適切に管理することに関心
が高まってきている。これとともに、従来よりも小型で
安価かつメンテナンス性の優れたガスセンサが要求され
るようになってきている。特に、前記空調制御用ガスセ
ンサなどとして用いられる赤外線ガス分析装置において
は、小型化や低廉化のための構造の簡素化に加えてメン
テナンスフリー化が要求され，長期にわたって安定に動
作するための工夫が必要である。
て、室内環境の快適性や作業効率の向上を目指して、部
屋ごとに室内のＣＯ2 の量を適切に管理することに関心
が高まってきている。これとともに、従来よりも小型で
安価かつメンテナンス性の優れたガスセンサが要求され
るようになってきている。特に、前記空調制御用ガスセ
ンサなどとして用いられる赤外線ガス分析装置において
は、小型化や低廉化のための構造の簡素化に加えてメン
テナンスフリー化が要求され，長期にわたって安定に動
作するための工夫が必要である。
【０００３】このような要求に応えるものとして、例え
ば特開平９−１８４８０３号公報に示される小型の赤外
線ガス分析装置がある、図３はこの公報に開示された赤
外線ガス分析装置を概略的に示すもので、この図におい
て、１は金属製の上部ケース２と金属製の下部ケース３
とからなるケースである。４は上部ケース２内面に設け
られた凹面反射鏡で、その下部表面４ａは赤外域で高い
反射率を示す金属が蒸着またはコーティングされ、反射
面に形成されている。
ば特開平９−１８４８０３号公報に示される小型の赤外
線ガス分析装置がある、図３はこの公報に開示された赤
外線ガス分析装置を概略的に示すもので、この図におい
て、１は金属製の上部ケース２と金属製の下部ケース３
とからなるケースである。４は上部ケース２内面に設け
られた凹面反射鏡で、その下部表面４ａは赤外域で高い
反射率を示す金属が蒸着またはコーティングされ、反射
面に形成されている。
【０００４】５は上部ケース１ａの対向する側面にそれ
ぞれ複数個形成された正面視短冊状の開口部、６はこの
開口部５に設けられるゴミや粉塵の流入防止のためのフ
ィルタであり、被測定ガスはこれらの開口部５およびフ
ィルタ６を経て自然拡散によりケース１内に流入し、流
出する。
ぞれ複数個形成された正面視短冊状の開口部、６はこの
開口部５に設けられるゴミや粉塵の流入防止のためのフ
ィルタであり、被測定ガスはこれらの開口部５およびフ
ィルタ６を経て自然拡散によりケース１内に流入し、流
出する。
【０００５】７は凹面反射鏡４の下方に水平に保持され
る回路基板で、この回路基板７には、赤外光源８と赤外
線検出器９とを凹面反射鏡４の反射面４ａに対向させる
ように、しかも、赤外光源８を出た赤外光ＩＲが反射面
４ａで反射されて赤外線検出器９に入射するように配置
されている。そして、回路基板７には、赤外光源８に電
流を供給する光源駆動回路、赤外線検出器９の出力を増
幅し演算する増幅・演算回路、指示校正回路、電圧安定
化回路、警報信号を出力する外部出力回路などが形成さ
れている。
る回路基板で、この回路基板７には、赤外光源８と赤外
線検出器９とを凹面反射鏡４の反射面４ａに対向させる
ように、しかも、赤外光源８を出た赤外光ＩＲが反射面
４ａで反射されて赤外線検出器９に入射するように配置
されている。そして、回路基板７には、赤外光源８に電
流を供給する光源駆動回路、赤外線検出器９の出力を増
幅し演算する増幅・演算回路、指示校正回路、電圧安定
化回路、警報信号を出力する外部出力回路などが形成さ
れている。
【０００６】そして、前記赤外光源８は、例えばタング
ステンランプよりなり、前記定電流駆動回路によって所
定の周期でオン・オフされる。
ステンランプよりなり、前記定電流駆動回路によって所
定の周期でオン・オフされる。
【０００７】また、前記赤外線検出器９は、例えば焦電
型赤外線検出器よりなり、その詳細な説明および図示は
省略するが、内部には測定用検出部と比較用検出部とが
それぞれ独立して設けられ、所謂デュアルツインタイプ
の検出器に構成されている。このデュアルツインタイプ
の焦電型赤外線検出器としては、例えば特開平７−３０
１５５９号公報に開示されるものがある。
型赤外線検出器よりなり、その詳細な説明および図示は
省略するが、内部には測定用検出部と比較用検出部とが
それぞれ独立して設けられ、所謂デュアルツインタイプ
の検出器に構成されている。このデュアルツインタイプ
の焦電型赤外線検出器としては、例えば特開平７−３０
１５５９号公報に開示されるものがある。
【０００８】１０は赤外光源８および赤外線検出器９の
上方に水平に保持される赤外光を遮蔽する板で、その赤
外光源８および赤外線検出器９に対応する位置には、孔
１１，１２が形成されている。そして、赤外光源８に対
応する孔１１には、赤外線透過性材料よりなる赤外線透
過窓（図示していない）が取り付けられている。また、
赤外線検出器９に対応する孔１２には、２種類の狭帯域
透過型の光学フィルタ（図示していない）が設けられて
いる。すなわち、赤外線検出器９の測定用検出部に対応
する位置には、ＣＯ2 のみの特性吸収帯域の赤外光を通
過させる光学フィルタが設けられ、赤外線検出器９の比
較用検出部に対応する位置には、ＣＯ2に対して吸収帯
域のないところの波長の赤外光を通過させる光学フィル
タが設けられている。なお、図中、９Ｒは比較用検出
部、９ＳはＣＯ2 測定用検出部である。また、１３は室
温補正用温度センサである。
上方に水平に保持される赤外光を遮蔽する板で、その赤
外光源８および赤外線検出器９に対応する位置には、孔
１１，１２が形成されている。そして、赤外光源８に対
応する孔１１には、赤外線透過性材料よりなる赤外線透
過窓（図示していない）が取り付けられている。また、
赤外線検出器９に対応する孔１２には、２種類の狭帯域
透過型の光学フィルタ（図示していない）が設けられて
いる。すなわち、赤外線検出器９の測定用検出部に対応
する位置には、ＣＯ2 のみの特性吸収帯域の赤外光を通
過させる光学フィルタが設けられ、赤外線検出器９の比
較用検出部に対応する位置には、ＣＯ2に対して吸収帯
域のないところの波長の赤外光を通過させる光学フィル
タが設けられている。なお、図中、９Ｒは比較用検出
部、９ＳはＣＯ2 測定用検出部である。また、１３は室
温補正用温度センサである。
【０００９】上記構成の赤外線ガス分析装置において
は、赤外光源８を出た赤外光ＩＲは、凹面反射鏡４の反
射面４ａにおいて赤外線検出器９に入射するが、このと
き、前記赤外光ＩＲは、ケース１内のサンプルガスとし
ての空気に含まれるＣＯ2 の濃度に応じた吸収を受け
る。そして、比較用検出部９Ｒの出力と測定用検出部９
Ｓの出力とが増幅・演算回路に入力され、これらの出力
の差または比に基づいて、空気中のＣＯ2 の濃度が得ら
れ、室温の影響が補正された濃度出力が得られる。
は、赤外光源８を出た赤外光ＩＲは、凹面反射鏡４の反
射面４ａにおいて赤外線検出器９に入射するが、このと
き、前記赤外光ＩＲは、ケース１内のサンプルガスとし
ての空気に含まれるＣＯ2 の濃度に応じた吸収を受け
る。そして、比較用検出部９Ｒの出力と測定用検出部９
Ｓの出力とが増幅・演算回路に入力され、これらの出力
の差または比に基づいて、空気中のＣＯ2 の濃度が得ら
れ、室温の影響が補正された濃度出力が得られる。
【００１０】そして、赤外光源８と赤外線検出器９とが
凹面反射鏡４の反射面４ａに対向するようにして設けら
れているので、赤外吸収に係る光路の開き角を大きくで
きるとともに、折り返し光路を形成できる。したがっ
て、小型でも十分な光路長および赤外吸収を得ることが
できる。したがって、小型で安価かつメンテナンス性の
優れた例えば空調制御用ガスセンサとして好適に使用す
ることができる。
凹面反射鏡４の反射面４ａに対向するようにして設けら
れているので、赤外吸収に係る光路の開き角を大きくで
きるとともに、折り返し光路を形成できる。したがっ
て、小型でも十分な光路長および赤外吸収を得ることが
できる。したがって、小型で安価かつメンテナンス性の
優れた例えば空調制御用ガスセンサとして好適に使用す
ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示し
た赤外線ガス分析装置においては、赤外光源８のフィラ
メントの劣化や凹面反射鏡４の反射面４ａの汚れなどに
起因して、その出力が経時的にシフトしてくることがあ
る。図７は図３に示した赤外線ガス分析装置にゼロガス
を流し、その周囲温度を０℃−２０℃−４０℃というよ
うに変化させて所謂加速試験を行ったときのゼロ点の推
移を調べたもので、前記周囲温度を０℃−２０℃−４０
℃というように変化させて１サイクルとし、この１サイ
クル終了ごとにゼロガスに対する比較用検出部９Ｒの出
力（図中、−△−で示す）ＡとＣＯ2 測定用検出部９Ｓ
の出力（図中、−×−で示す）Ｂと、濃度出力（図中、
−□−で示す）Ｃを測定したものである。
た赤外線ガス分析装置においては、赤外光源８のフィラ
メントの劣化や凹面反射鏡４の反射面４ａの汚れなどに
起因して、その出力が経時的にシフトしてくることがあ
る。図７は図３に示した赤外線ガス分析装置にゼロガス
を流し、その周囲温度を０℃−２０℃−４０℃というよ
うに変化させて所謂加速試験を行ったときのゼロ点の推
移を調べたもので、前記周囲温度を０℃−２０℃−４０
℃というように変化させて１サイクルとし、この１サイ
クル終了ごとにゼロガスに対する比較用検出部９Ｒの出
力（図中、−△−で示す）ＡとＣＯ2 測定用検出部９Ｓ
の出力（図中、−×−で示す）Ｂと、濃度出力（図中、
−□−で示す）Ｃを測定したものである。
【００１２】前記図７から次のことがわかる。すなわ
ち、温度サイクル３、１８０時間経過して、濃度出力Ｃ
は−１．５％（スパン２０００ｐｐｍに対し）、比較用
検出部９Ｒの出力Ａは−５％シフトしている。つまり、
赤外線ガス分析装置の濃度出力Ｃは、時間の経過ととも
に少しずつ一方向にシフトしていく傾向があることがわ
かる。このような濃度出力Ｃの経時的シフトは、図３に
示した赤外線ガス分析装置に限られるものではなく、他
の一般的な赤外線ガス分析装置においても生じていると
ころである。
ち、温度サイクル３、１８０時間経過して、濃度出力Ｃ
は−１．５％（スパン２０００ｐｐｍに対し）、比較用
検出部９Ｒの出力Ａは−５％シフトしている。つまり、
赤外線ガス分析装置の濃度出力Ｃは、時間の経過ととも
に少しずつ一方向にシフトしていく傾向があることがわ
かる。このような濃度出力Ｃの経時的シフトは、図３に
示した赤外線ガス分析装置に限られるものではなく、他
の一般的な赤外線ガス分析装置においても生じていると
ころである。
【００１３】このため、一般的に、赤外線ガス分析装置
において、常に正しい測定値を得るには、ゼロ点が精度
許容範囲を超えないように、ゼロ点の指示校正を定期的
に行う必要がある。この点は、赤外線ガス分析装置のメ
ンテナンス周期を定める上で大きな要素である。特に、
空調用などに用いられる小型で簡易な赤外線ガス分析装
置においては、連続測定を行うため、メンテナンスのた
めの経費を極力抑えることが要求されており、メンテナ
ンス周期を可及的に延ばすことが要望されている。
において、常に正しい測定値を得るには、ゼロ点が精度
許容範囲を超えないように、ゼロ点の指示校正を定期的
に行う必要がある。この点は、赤外線ガス分析装置のメ
ンテナンス周期を定める上で大きな要素である。特に、
空調用などに用いられる小型で簡易な赤外線ガス分析装
置においては、連続測定を行うため、メンテナンスのた
めの経費を極力抑えることが要求されており、メンテナ
ンス周期を可及的に延ばすことが要望されている。
【００１４】そして、上記図３に示したような赤外線ガ
ス分析装置においては、濃度出力の演算に際しては、上
述したように、赤外線検出器９における比較用検出部の
出力（以下、Ｒｅｆ出力という）とＣＯ2 測定用検出部
の出力（以下、ＣＯ2 出力という）をそれぞれ演算する
が、前記ゼロ点の経時的シフトの傾向が濃度出力とＲｅ
ｆ出力とにおいて比較的似通っていることが実験により
わかっている。
ス分析装置においては、濃度出力の演算に際しては、上
述したように、赤外線検出器９における比較用検出部の
出力（以下、Ｒｅｆ出力という）とＣＯ2 測定用検出部
の出力（以下、ＣＯ2 出力という）をそれぞれ演算する
が、前記ゼロ点の経時的シフトの傾向が濃度出力とＲｅ
ｆ出力とにおいて比較的似通っていることが実験により
わかっている。
【００１５】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、経時的に生ずる濃度出力のシフ
ト分を定期的に補正することにより、ゼロ点の校正周期
を延ばすことができ、長期にわたって安定して連続測定
を行うことができる赤外線ガス分析装置を提供すること
である。
たもので、その目的は、経時的に生ずる濃度出力のシフ
ト分を定期的に補正することにより、ゼロ点の校正周期
を延ばすことができ、長期にわたって安定して連続測定
を行うことができる赤外線ガス分析装置を提供すること
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、比較用検出部の出力と測定用検出部
の出力との差または比に基づいて測定対象ガスの濃度を
求めるようにした赤外線ガス分析装置において、比較用
検出部の出力を一定の周期でモニターし、予め設定して
いる値を超えて変化しているときには、さらにゼロ点シ
フト補正関数を用いて付加的に濃度出力の補正を行うよ
うにしている。
め、この発明では、比較用検出部の出力と測定用検出部
の出力との差または比に基づいて測定対象ガスの濃度を
求めるようにした赤外線ガス分析装置において、比較用
検出部の出力を一定の周期でモニターし、予め設定して
いる値を超えて変化しているときには、さらにゼロ点シ
フト補正関数を用いて付加的に濃度出力の補正を行うよ
うにしている。
【００１７】例えば、空気中のＣＯ2 濃度を測定する赤
外線ガス分析装置においては、空気中のＣＯ2 の濃度影
響を受けないＲｅｆ出力を一定時間ごとにモニターし、
Ｒｅｆ出力が予め設定した値よりも許容範囲を超えて変
化していれば、この超えている分に相当する補正を行う
のである。
外線ガス分析装置においては、空気中のＣＯ2 の濃度影
響を受けないＲｅｆ出力を一定時間ごとにモニターし、
Ｒｅｆ出力が予め設定した値よりも許容範囲を超えて変
化していれば、この超えている分に相当する補正を行う
のである。
【００１８】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。この発明の赤外線ガス分析装置の一例
としての小型ＣＯ2 センサは、その機械的構成において
は図３に示したものと変わるところがなく、その信号系
統の構成は、例えば図１に示すようになっている。すな
わち、図１において、９Ｒ，９Ｓは赤外線検出器９にお
ける比較用検出部、測定用検出部を示している。１４，
１５，１６は比較用検出部９Ｒの出力、測定用検出部９
Ｓの出力、室温補正用温度センサ１３からの出力をそれ
ぞれ波形整形して出力するプリアンプ、１７はプリアン
プ１４〜１６の出力をマイクロコンピュータユニット
（ＭＣＵ）１８に順次出力するマルチプレクサである。
なお、ｖR ，ｖCO2 はそれぞれプリアンプ１４，１５を
経た比較用検出部９Ｒの出力、測定用検出部９Ｓの出力
である。
ながら説明する。この発明の赤外線ガス分析装置の一例
としての小型ＣＯ2 センサは、その機械的構成において
は図３に示したものと変わるところがなく、その信号系
統の構成は、例えば図１に示すようになっている。すな
わち、図１において、９Ｒ，９Ｓは赤外線検出器９にお
ける比較用検出部、測定用検出部を示している。１４，
１５，１６は比較用検出部９Ｒの出力、測定用検出部９
Ｓの出力、室温補正用温度センサ１３からの出力をそれ
ぞれ波形整形して出力するプリアンプ、１７はプリアン
プ１４〜１６の出力をマイクロコンピュータユニット
（ＭＣＵ）１８に順次出力するマルチプレクサである。
なお、ｖR ，ｖCO2 はそれぞれプリアンプ１４，１５を
経た比較用検出部９Ｒの出力、測定用検出部９Ｓの出力
である。
【００１９】そして、前記ＭＣＵ１８は、赤外線ガス分
析装置全体を制御したり、濃度演算などを行うもので、
マルチプレクサ１７からの信号に基づいて濃度演算を行
ったり温度補正を行ったりするとともに、ゼロ点シフト
補正を行う演算部１９や光源駆動回路２０に所定の制御
信号を出力する光源駆動用パルス発生部２１などが設け
られており、濃度出力２２を出力する。
析装置全体を制御したり、濃度演算などを行うもので、
マルチプレクサ１７からの信号に基づいて濃度演算を行
ったり温度補正を行ったりするとともに、ゼロ点シフト
補正を行う演算部１９や光源駆動回路２０に所定の制御
信号を出力する光源駆動用パルス発生部２１などが設け
られており、濃度出力２２を出力する。
【００２０】上記構成の小型ＣＯ2 センサの動作を、図
２および図４をも参照しながら説明する。すなわち、赤
外光源８を出た赤外光ＩＲは、凹面反射鏡４の反射面４
ａにおいて赤外線検出器９に入射するが、このとき、前
記赤外光ＩＲは、ケース１内のサンプルガスとしての空
気に含まれるＣＯ2 の濃度に応じた吸収を受け、このと
き、比較用検出部９Ｒの出力ｖR とＣＯ2 測定用検出部
９Ｓの出力ｖCO2 がＭＣＵ１８に入力される。
２および図４をも参照しながら説明する。すなわち、赤
外光源８を出た赤外光ＩＲは、凹面反射鏡４の反射面４
ａにおいて赤外線検出器９に入射するが、このとき、前
記赤外光ＩＲは、ケース１内のサンプルガスとしての空
気に含まれるＣＯ2 の濃度に応じた吸収を受け、このと
き、比較用検出部９Ｒの出力ｖR とＣＯ2 測定用検出部
９Ｓの出力ｖCO2 がＭＣＵ１８に入力される。
【００２１】そして、ＭＣＵ１８においては、図２に示
すようなアルゴリズムで濃度演算が行われる。すなわ
ち、比較用出力ｖR とＣＯ2 出力ｖCO2 とが読み込まれ
る（ステップＳ１）。
すようなアルゴリズムで濃度演算が行われる。すなわ
ち、比較用出力ｖR とＣＯ2 出力ｖCO2 とが読み込まれ
る（ステップＳ１）。
【００２２】前記出力ｖR と出力ｖCO2 との差を求める
演算が行われ、ＣＯ2 による吸収のレベルに相当する電
圧（ｖR −ｖCO2 ）が求められる（ステップＳ２）。
演算が行われ、ＣＯ2 による吸収のレベルに相当する電
圧（ｖR −ｖCO2 ）が求められる（ステップＳ２）。
【００２３】前記吸収のレベルに相当する電圧（ｖR −
ｖCO2 ）を用いてＣＯ2 濃度への変換式ｇ（ｖR −ｖ
CO2 ）の演算を行う（ステップＳ３）。
ｖCO2 ）を用いてＣＯ2 濃度への変換式ｇ（ｖR −ｖ
CO2 ）の演算を行う（ステップＳ３）。
【００２４】一方、周囲温度による影響を補正するた
め、周囲温度補正関数ｈ（ｔ）を読み込んで（ステップ
Ｓ４）、前記ｇ（ｖR −ｖCO2 ）と周囲温度補正関数ｈ
（ｔ）とを用いて、〔ｇ（ｖR −ｖCO2 ）＋ｈ（ｔ）〕
なる演算を行って（ステップＳ５）、温度補正された濃
度値を得る。
め、周囲温度補正関数ｈ（ｔ）を読み込んで（ステップ
Ｓ４）、前記ｇ（ｖR −ｖCO2 ）と周囲温度補正関数ｈ
（ｔ）とを用いて、〔ｇ（ｖR −ｖCO2 ）＋ｈ（ｔ）〕
なる演算を行って（ステップＳ５）、温度補正された濃
度値を得る。
【００２５】ここまでのステップは、従来の赤外線ガス
分析装置において一般的に行われている濃度演算手法で
あり、この手法によって得られる濃度出力は、赤外光源
８のフィラメントの劣化や凹面反射鏡４の反射面４ａの
汚れやケース１の機械的変形や赤外線検出器９の感度変
化など種々の要因によって、経時的に変化する。
分析装置において一般的に行われている濃度演算手法で
あり、この手法によって得られる濃度出力は、赤外光源
８のフィラメントの劣化や凹面反射鏡４の反射面４ａの
汚れやケース１の機械的変形や赤外線検出器９の感度変
化など種々の要因によって、経時的に変化する。
【００２６】そこで、この発明においては、ゼロ点の経
時的シフトの傾向が濃度出力とＲｅｆ出力ｖR とにおい
て比較的似通っていることに着目し、Ｒｅｆ出力ｖR を
ＭＣＵ１８によって一定時間ごとにモニターし、Ｒｅｆ
出力ｖR に基づいて得られるゼロ点シフト補正関数ｊ
（ｖR ，ｔ）を読み込んで（ステップＳ６）、〔ｇ（ｖ
R −ｖCO2 ）＋ｈ（ｔ）−ｊ（ｖR ，ｔ）〕なる演算を
行って（ステップＳ７）、濃度出力の補正を行い、さら
に、濃度変換関数ｋ（ｘ）を用いて濃度値に変換する
（ステップＳ８）ようにしている。
時的シフトの傾向が濃度出力とＲｅｆ出力ｖR とにおい
て比較的似通っていることに着目し、Ｒｅｆ出力ｖR を
ＭＣＵ１８によって一定時間ごとにモニターし、Ｒｅｆ
出力ｖR に基づいて得られるゼロ点シフト補正関数ｊ
（ｖR ，ｔ）を読み込んで（ステップＳ６）、〔ｇ（ｖ
R −ｖCO2 ）＋ｈ（ｔ）−ｊ（ｖR ，ｔ）〕なる演算を
行って（ステップＳ７）、濃度出力の補正を行い、さら
に、濃度変換関数ｋ（ｘ）を用いて濃度値に変換する
（ステップＳ８）ようにしている。
【００２７】図４は上述した補正を行ったときの濃度出
力を、補正を行わないときの濃度出力Ｃなどとともに示
したもので、この図において、符号Ｄは補正後の濃度出
力を示し、Ｅは補正を行うための出力で、ゼロ点シフト
補正関数ｊ（ｖR ，ｔ）によって得られる。
力を、補正を行わないときの濃度出力Ｃなどとともに示
したもので、この図において、符号Ｄは補正後の濃度出
力を示し、Ｅは補正を行うための出力で、ゼロ点シフト
補正関数ｊ（ｖR ，ｔ）によって得られる。
【００２８】そして、既に説明したように、補正を行わ
ないときは、濃度出力は、曲線Ａ（この曲線Ａは図７に
示したものと同じである）で示すように、時間の経過と
ともに一方向にシフトしていく。
ないときは、濃度出力は、曲線Ａ（この曲線Ａは図７に
示したものと同じである）で示すように、時間の経過と
ともに一方向にシフトしていく。
【００２９】しかし、この発明のように、一定時間ごと
にＲｅｆ出力ｖR に基づいてゼロ点シフト補正関数ｊ
（ｖR ，ｔ）を演算し、これによって得られる補正用出
力Ｅを用いて濃度出力の補正を行うようにしているの
で、図３において符号Ｄで示すように濃度出力のシフト
幅が一定の範囲に納まるようになる。
にＲｅｆ出力ｖR に基づいてゼロ点シフト補正関数ｊ
（ｖR ，ｔ）を演算し、これによって得られる補正用出
力Ｅを用いて濃度出力の補正を行うようにしているの
で、図３において符号Ｄで示すように濃度出力のシフト
幅が一定の範囲に納まるようになる。
【００３０】なお、上記図４においては、濃度出力の補
正は、その補正時、濃度がゼロになるようにしている
が、必ずしもこのようにする必要がない。また、前記補
正を行うときのＲｅｆ出力ｖR の大きさは、例えばＭＣ
Ｕ１８のメモリ内に記憶され、次回の補正を行う際の比
較信号として用い、この値との差が許容範囲を超えたと
きに濃度演算の補正が行われる。
正は、その補正時、濃度がゼロになるようにしている
が、必ずしもこのようにする必要がない。また、前記補
正を行うときのＲｅｆ出力ｖR の大きさは、例えばＭＣ
Ｕ１８のメモリ内に記憶され、次回の補正を行う際の比
較信号として用い、この値との差が許容範囲を超えたと
きに濃度演算の補正が行われる。
【００３１】以上説明したように、この発明の小型ＣＯ
2 センサにおいては、ＣＯ2 濃度を求める際、測定対象
成分であるＣＯ2 の濃度の影響を受けないＲｅｆ出力ｖ
R を用いて、ＣＯ2 濃度を補正するようにしているの
で、ゼロ点校正の周期を延ばすことができ、長期にわた
ってメンテナンスを行う必要がなく、連続測定を長期間
ノーメンテナンスで行うことができる。
2 センサにおいては、ＣＯ2 濃度を求める際、測定対象
成分であるＣＯ2 の濃度の影響を受けないＲｅｆ出力ｖ
R を用いて、ＣＯ2 濃度を補正するようにしているの
で、ゼロ点校正の周期を延ばすことができ、長期にわた
ってメンテナンスを行う必要がなく、連続測定を長期間
ノーメンテナンスで行うことができる。
【００３２】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく、種々に変形して実施することができる。
例えば、小型ＣＯ2 センサにおけるＣＯ2 の濃度出力を
得る場合、前記引算法に代えて割算法を用いるようにし
てもよい。すなわち、濃度出力を、Ｒｅｆ出力ｖR とＣ
Ｏ2 出力ｖCO2 との比に基づいて求めるようにしてもよ
い。
ものではなく、種々に変形して実施することができる。
例えば、小型ＣＯ2 センサにおけるＣＯ2 の濃度出力を
得る場合、前記引算法に代えて割算法を用いるようにし
てもよい。すなわち、濃度出力を、Ｒｅｆ出力ｖR とＣ
Ｏ2 出力ｖCO2 との比に基づいて求めるようにしてもよ
い。
【００３３】図５に示すように、割算法によって濃度演
算を行うものＦは、引算法によって濃度演算を行うもの
Ｇに比べて出力のドリフトは小さいが、時間の経過に伴
ってゼロ点のシフトが生ずることは、引算法によるもの
と同じである。したがって、この割算法によって濃度演
算を行う場合にも、上述と同様に、補正を定期的に行う
ことにより、校正周期を延ばすことができる。なお、図
５において、符号Ｈは参照出力を示している。
算を行うものＦは、引算法によって濃度演算を行うもの
Ｇに比べて出力のドリフトは小さいが、時間の経過に伴
ってゼロ点のシフトが生ずることは、引算法によるもの
と同じである。したがって、この割算法によって濃度演
算を行う場合にも、上述と同様に、補正を定期的に行う
ことにより、校正周期を延ばすことができる。なお、図
５において、符号Ｈは参照出力を示している。
【００３４】また、赤外線検出器９としては、比較用検
出部９ＲとＣＯ2 測定用検出部９Ｓが単一の容器内に収
容されているものであったが、これに限られるものでは
ないことはいうまでもない。
出部９ＲとＣＯ2 測定用検出部９Ｓが単一の容器内に収
容されているものであったが、これに限られるものでは
ないことはいうまでもない。
【００３５】そして、上述の実施の形態においては、赤
外線ガス分析装置が凹面反射鏡４に対向させて赤外光源
８と赤外線検出器９とを設け、赤外光源８および赤外線
検出器９と凹面反射鏡４との間の空間にガスを流入させ
るようにしていたが、この発明はこれに限られるもので
はなく、赤外線ガス分析装置として、例えば図６に示す
ように、筒状のセル３０の両端に赤外線透過窓３１，３
２を有するとともに、セル３０にサンプルガスの導入口
３３、導出口３４を設け、一方の窓３１に対応するよう
にして赤外光源３５（赤外光源８と同様構成）を設け、
他方の窓３３に対応するようにして光学フィルタ３６，
３７を介して赤外線検出器３８（赤外線検出器９と同様
構成）を設けたものであってもよい。なお、光学フィル
タ３６は、ＣＯ2 に対して吸収帯域のないところの波長
の赤外光を通過させる光学フィルタであり、光学フィル
タ３７は、ＣＯ2 のみの特性吸収帯域の赤外光を通過さ
せる光学フィルタである。
外線ガス分析装置が凹面反射鏡４に対向させて赤外光源
８と赤外線検出器９とを設け、赤外光源８および赤外線
検出器９と凹面反射鏡４との間の空間にガスを流入させ
るようにしていたが、この発明はこれに限られるもので
はなく、赤外線ガス分析装置として、例えば図６に示す
ように、筒状のセル３０の両端に赤外線透過窓３１，３
２を有するとともに、セル３０にサンプルガスの導入口
３３、導出口３４を設け、一方の窓３１に対応するよう
にして赤外光源３５（赤外光源８と同様構成）を設け、
他方の窓３３に対応するようにして光学フィルタ３６，
３７を介して赤外線検出器３８（赤外線検出器９と同様
構成）を設けたものであってもよい。なお、光学フィル
タ３６は、ＣＯ2 に対して吸収帯域のないところの波長
の赤外光を通過させる光学フィルタであり、光学フィル
タ３７は、ＣＯ2 のみの特性吸収帯域の赤外光を通過さ
せる光学フィルタである。
【００３６】さらに、赤外線検出器９、３８としてはサ
ーモパイルを用いたものにも構成することができる。
ーモパイルを用いたものにも構成することができる。
【００３７】また、上述の実施の形態においては、測定
対象ガスがＣＯ2 であったが、この発明は、ＣＯ2 以外
のガス、例えばＣＯやＨＣなどの成分を検出する赤外線
ガス分析装置にも広く適用することができる。
対象ガスがＣＯ2 であったが、この発明は、ＣＯ2 以外
のガス、例えばＣＯやＨＣなどの成分を検出する赤外線
ガス分析装置にも広く適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】この発明の赤外線ガス分析装置において
は、比較用検出器の出力を一定の周期でモニターし、予
め設定している値を超えて変化しているときには、さら
にゼロ点シフト補正関数を用いて付加的に濃度出力の補
正を行うようにしているので、ゼロ点の校正周期を延ば
すことができ、メンテナンス周期を長くすることができ
る。したがって、空調用などメンテナンス性が重視され
る赤外線ガス分析装置において大いなる効果を発揮す
る。
は、比較用検出器の出力を一定の周期でモニターし、予
め設定している値を超えて変化しているときには、さら
にゼロ点シフト補正関数を用いて付加的に濃度出力の補
正を行うようにしているので、ゼロ点の校正周期を延ば
すことができ、メンテナンス周期を長くすることができ
る。したがって、空調用などメンテナンス性が重視され
る赤外線ガス分析装置において大いなる効果を発揮す
る。
【図１】この発明の赤外線ガス分析装置における信号系
統を概略的に示す図である。
統を概略的に示す図である。
【図２】前記赤外線ガス分析装置において濃度出力を求
めるためのアルゴリズムの一例を示す図である。
めるためのアルゴリズムの一例を示す図である。
【図３】前記赤外線ガス分析装置の構成を示す縦断面図
である。
である。
【図４】前記赤外線ガス分析装置の動作を説明するため
の図である。
の図である。
【図５】出力のドリフトを説明するための図である。
【図６】赤外線ガス分析装置の他の構成例を示す図であ
る。
る。
【図７】従来技術の問題点を説明するための図である。
９Ｒ…比較用検出部、９Ｓ…測定用検出部。
Claims (1)
- 【請求項１】 比較用検出部の出力と測定用検出部の出
力との差または比に基づいて測定対象ガスの濃度を求め
るようにした赤外線ガス分析装置において、比較用検出
部の出力を一定の周期でモニターし、予め設定している
値を超えて変化しているときには、さらにゼロ点シフト
補正関数を用いて付加的に濃度出力の補正を行うように
したことを特徴とする赤外線ガス分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13120098A JPH11304706A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 赤外線ガス分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13120098A JPH11304706A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 赤外線ガス分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304706A true JPH11304706A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=15052386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13120098A Pending JPH11304706A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 赤外線ガス分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304706A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097381A1 (de) * | 2003-04-29 | 2004-11-11 | Robert Bosch Gmbh | Gassensor, insbesondere für eine fahrzeug-klimaanlage |
| US8125626B2 (en) | 2008-11-06 | 2012-02-28 | Li-Cor, Inc. | Hybrid gas analyzer |
| JP2014074629A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Chino Corp | ガスセンサ |
| JP2016188815A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ガス濃度測定装置 |
| EP3748260A1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-12-09 | Carrier Corporation | Enclosure for gas detector |
| JP2021512328A (ja) * | 2018-02-05 | 2021-05-13 | エリシェンズＥｌｉｃｈｅｎｓ | 二重照光によるガスの分析方法 |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP13120098A patent/JPH11304706A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097381A1 (de) * | 2003-04-29 | 2004-11-11 | Robert Bosch Gmbh | Gassensor, insbesondere für eine fahrzeug-klimaanlage |
| US8125626B2 (en) | 2008-11-06 | 2012-02-28 | Li-Cor, Inc. | Hybrid gas analyzer |
| JP2014074629A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Chino Corp | ガスセンサ |
| JP2016188815A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ガス濃度測定装置 |
| JP2021512328A (ja) * | 2018-02-05 | 2021-05-13 | エリシェンズＥｌｉｃｈｅｎｓ | 二重照光によるガスの分析方法 |
| EP3748260A1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-12-09 | Carrier Corporation | Enclosure for gas detector |
| US11662109B2 (en) | 2019-06-05 | 2023-05-30 | Carrier Corporation | Enclosure for gas detector |
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