JPH1183734A - ガス検知装置及びガス検知方法 - Google Patents
ガス検知装置及びガス検知方法Info
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- JPH1183734A JPH1183734A JP9240587A JP24058797A JPH1183734A JP H1183734 A JPH1183734 A JP H1183734A JP 9240587 A JP9240587 A JP 9240587A JP 24058797 A JP24058797 A JP 24058797A JP H1183734 A JPH1183734 A JP H1183734A
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- gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リアルタイムで排ガス成分の計測ができ、か
つ、高温でも高精度に排気ガス成分を計測する。 【解決手段】 検知対象ガス成分に吸収されやすい波長
の光と検知対象ガス成分に吸収されにくい波長の光とを
出射する光源装置１１、１８、１９と、該光源装置の出
力光を導く第一導光手段４、９と、該第一導光手段の出
力端から出た出力光が当たり、かつ検知対象ガス成分に
接するように配置されたゼオライト６と、該ゼオライト
６から反射した光を受けるための第二導光手段４、１０
と、該第二導光手段４、１０の出力端に配置され、該第
二導光手段４、１０を通った光を電気信号に変換するた
めの光センサー１２と、該光センサー１２からの信号を
処理するための信号処理部とを含むガス検知装置を用い
る。
つ、高温でも高精度に排気ガス成分を計測する。 【解決手段】 検知対象ガス成分に吸収されやすい波長
の光と検知対象ガス成分に吸収されにくい波長の光とを
出射する光源装置１１、１８、１９と、該光源装置の出
力光を導く第一導光手段４、９と、該第一導光手段の出
力端から出た出力光が当たり、かつ検知対象ガス成分に
接するように配置されたゼオライト６と、該ゼオライト
６から反射した光を受けるための第二導光手段４、１０
と、該第二導光手段４、１０の出力端に配置され、該第
二導光手段４、１０を通った光を電気信号に変換するた
めの光センサー１２と、該光センサー１２からの信号を
処理するための信号処理部とを含むガス検知装置を用い
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力プラント及び
燃焼機関等の排気ガス中の特定成分の検知を行う装置及
び方法に関する。
燃焼機関等の排気ガス中の特定成分の検知を行う装置及
び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、火力プラント等の排気ガス中
のＣＯ2 やＮＯX 等の成分計測の際には、燃焼器用配管
から分岐したバイパス配管から排気ガスを引き込み、そ
の排気ガスを直接、ガスクロマトグラフやガスセンサー
等を用いてガス成分を計測している。他のガス成分の測
定方法としては、ガスの電気伝導度によって、濃度計測
を行う方法もある。このようにして得られた結果は燃焼
装置へフィードバックし、燃焼の調節などに利用され
る。
のＣＯ2 やＮＯX 等の成分計測の際には、燃焼器用配管
から分岐したバイパス配管から排気ガスを引き込み、そ
の排気ガスを直接、ガスクロマトグラフやガスセンサー
等を用いてガス成分を計測している。他のガス成分の測
定方法としては、ガスの電気伝導度によって、濃度計測
を行う方法もある。このようにして得られた結果は燃焼
装置へフィードバックし、燃焼の調節などに利用され
る。
【０００３】従来の火力プラント等の排気ガス成分の検
知装置の一例を図６に示す。燃焼器用配管７に取り付け
られたバイパス配管２１によって分岐されたガスの一部
をサンプルとして採取し、採取されたサンプルをガスク
ロマトグラフ２２で濃度計測を行っている。
知装置の一例を図６に示す。燃焼器用配管７に取り付け
られたバイパス配管２１によって分岐されたガスの一部
をサンプルとして採取し、採取されたサンプルをガスク
ロマトグラフ２２で濃度計測を行っている。
【０００４】しかし、図６のような火力プラント等の物
理的に大きなシステムでは、バイパス配管が１０ｍにも
及ぶ長さになる。そのため、このようなバイパスを利用
したサンプリング計測では、リアルタイムな計測を行う
ことができず、サンプルの採取時から計測するまでのタ
イムラグにより、燃焼装置へフィードバックする際に遅
延による制御精度の低下といった問題が生じるおそれが
ある。また、計測器等を高温で使用することができない
ため、バイパス配管中で温度を下げて計測する必要があ
る。温度を下げることによりガスの状態が変化するの
で、高温条件による高精度な計測ができない。また、ガ
スの電気伝導度による計測では、ガス選択性が低く正確
な測定は困難である。
理的に大きなシステムでは、バイパス配管が１０ｍにも
及ぶ長さになる。そのため、このようなバイパスを利用
したサンプリング計測では、リアルタイムな計測を行う
ことができず、サンプルの採取時から計測するまでのタ
イムラグにより、燃焼装置へフィードバックする際に遅
延による制御精度の低下といった問題が生じるおそれが
ある。また、計測器等を高温で使用することができない
ため、バイパス配管中で温度を下げて計測する必要があ
る。温度を下げることによりガスの状態が変化するの
で、高温条件による高精度な計測ができない。また、ガ
スの電気伝導度による計測では、ガス選択性が低く正確
な測定は困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、リ
アルタイムで排ガス成分の計測ができ、かつ、高温でも
高精度な排気ガス成分の計測ができる検知装置及び方法
を提供することを目的とする。
アルタイムで排ガス成分の計測ができ、かつ、高温でも
高精度な排気ガス成分の計測ができる検知装置及び方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、検知対象ガス
成分に吸収されやすい波長の光と検知対象ガス成分に吸
収されにくい波長の光とを出射する光源装置と、該光源
装置の出力光を導く第一導光手段と、該第一導光手段の
出力端から出た出力光が当たり、かつ検知対象ガス成分
に接するように配置されたゼオライト片と、該ゼオライ
ト片から反射した光を受けるための第二導光手段と、該
第二導光手段の出力端に配置され、該第二導光手段を通
った光を電気信号に変換するための光センサーと、該光
センサーからの信号を処理するための信号処理部とを含
むガス検知装置を提供する。
成分に吸収されやすい波長の光と検知対象ガス成分に吸
収されにくい波長の光とを出射する光源装置と、該光源
装置の出力光を導く第一導光手段と、該第一導光手段の
出力端から出た出力光が当たり、かつ検知対象ガス成分
に接するように配置されたゼオライト片と、該ゼオライ
ト片から反射した光を受けるための第二導光手段と、該
第二導光手段の出力端に配置され、該第二導光手段を通
った光を電気信号に変換するための光センサーと、該光
センサーからの信号を処理するための信号処理部とを含
むガス検知装置を提供する。
【０００７】また、該光源装置は、広帯域の赤外線を放
射する光源と、該光源からの光を運ぶための第一光ファ
イバーと、該光源と該第一光ファイバーとの間に配置さ
れ、検知対象ガス成分に吸収されやすい赤外線領域の波
長の光と該検知対象ガス成分に吸収されにくい赤外線領
域の波長の光とを交互に透過させる光学バンドパスフィ
ルターとからなるか、あるいは、検知対象ガス成分に吸
収されやすい赤外線領域の波長の光を出射する第一光源
と、該検知対象ガス成分に吸収されにくい赤外線領域の
波長の光を出射する第二光源と、該第一光源と該第二光
源からの光を同一光軸上に合わせるための第一光ファイ
バーとからなり、該第一光ファイバーが該第一導光手段
に接続していてもよい。
射する光源と、該光源からの光を運ぶための第一光ファ
イバーと、該光源と該第一光ファイバーとの間に配置さ
れ、検知対象ガス成分に吸収されやすい赤外線領域の波
長の光と該検知対象ガス成分に吸収されにくい赤外線領
域の波長の光とを交互に透過させる光学バンドパスフィ
ルターとからなるか、あるいは、検知対象ガス成分に吸
収されやすい赤外線領域の波長の光を出射する第一光源
と、該検知対象ガス成分に吸収されにくい赤外線領域の
波長の光を出射する第二光源と、該第一光源と該第二光
源からの光を同一光軸上に合わせるための第一光ファイ
バーとからなり、該第一光ファイバーが該第一導光手段
に接続していてもよい。
【０００８】さらに、本発明は、光源装置から検知対象
ガス成分に吸収されやすい波長の光と吸収されにくい波
長の光を検知対象となるガスの中に置かれたゼオライト
片に交互に照射する工程と、該ゼオライト片から反射し
た光の反射光強度を計測する工程と、該反射光強度から
該検知対象ガス成分に吸収されやすい波長の光と吸収さ
れにくい波長の光のそれぞれの強度の比を求める工程と
を含むガス検知方法を提供する。
ガス成分に吸収されやすい波長の光と吸収されにくい波
長の光を検知対象となるガスの中に置かれたゼオライト
片に交互に照射する工程と、該ゼオライト片から反射し
た光の反射光強度を計測する工程と、該反射光強度から
該検知対象ガス成分に吸収されやすい波長の光と吸収さ
れにくい波長の光のそれぞれの強度の比を求める工程と
を含むガス検知方法を提供する。
【０００９】なお、本発明のガス検知装置中の分子選択
性があるゼオライトは、排気ガス中の煤じん等の汚れか
ら守るためにセラミックフィルターなどで保護されてい
るのが好ましい。
性があるゼオライトは、排気ガス中の煤じん等の汚れか
ら守るためにセラミックフィルターなどで保護されてい
るのが好ましい。
【００１０】本発明のガス検知装置は、強力なガス吸着
剤であるゼオライト片にガスを蓄積するため、高温環境
下で極希薄なガスを高感度、かつ、リアルタイムで検知
することができる。本発明のガス検知装置は、ガスの吸
収波長を用いて光学的に行うため、電気伝導度方式で行
うガスセンサーに比べてガス選択性が高い。
剤であるゼオライト片にガスを蓄積するため、高温環境
下で極希薄なガスを高感度、かつ、リアルタイムで検知
することができる。本発明のガス検知装置は、ガスの吸
収波長を用いて光学的に行うため、電気伝導度方式で行
うガスセンサーに比べてガス選択性が高い。
【００１１】また、本願のガス検知装置は、従来のよう
なガスクロマトグラフのような複雑な計測機器を必要と
せず、燃焼器用配管にはゼオライト片から反射する光を
測定する簡単な光学系で検知できる。
なガスクロマトグラフのような複雑な計測機器を必要と
せず、燃焼器用配管にはゼオライト片から反射する光を
測定する簡単な光学系で検知できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本願のガス検知装置においては、
光源装置から検知対象ガス成分に吸収されやすい光と、
吸収されにくい光とを交互に出射し、ゼオライト片に照
射する。光源装置は、検知対象ガス成分に吸収されやす
い波長の光を照射する光源と、検知対象ガス成分に吸収
されにくい波長の光とを照射する光源とを別々の光源と
して設置してもよいし、あるいは、広帯域の赤外線を照
射する光源装置を用いて、検知対象ガス成分に吸収され
やすい波長の光を選択的に透過させる光学バンドパスフ
ィルターと、吸収されにくい波長の光を選択的に透過さ
せる光学バンドパスフィルターとを交互に光路に挿入す
ることによって、それぞれの波長の光を交互にゼオライ
ト片に照射するようにしてもよい。本発明で用いること
のできる光源としては、広帯域の光源、例えば、近赤外
線光源、あるいは、レーザーのような帯域幅の狭い光源
をも利用することができる。
光源装置から検知対象ガス成分に吸収されやすい光と、
吸収されにくい光とを交互に出射し、ゼオライト片に照
射する。光源装置は、検知対象ガス成分に吸収されやす
い波長の光を照射する光源と、検知対象ガス成分に吸収
されにくい波長の光とを照射する光源とを別々の光源と
して設置してもよいし、あるいは、広帯域の赤外線を照
射する光源装置を用いて、検知対象ガス成分に吸収され
やすい波長の光を選択的に透過させる光学バンドパスフ
ィルターと、吸収されにくい波長の光を選択的に透過さ
せる光学バンドパスフィルターとを交互に光路に挿入す
ることによって、それぞれの波長の光を交互にゼオライ
ト片に照射するようにしてもよい。本発明で用いること
のできる光源としては、広帯域の光源、例えば、近赤外
線光源、あるいは、レーザーのような帯域幅の狭い光源
をも利用することができる。
【００１３】導光手段としては、特に限定されないが、
光ファイバーなどが好適である。検知対象ガス成分とし
ては、燃焼排ガスに含まれるＣＯ2 、ＮＯX 、ＳＯX 等
が例として挙げられる。例えば、検知対象ガス成分がＣ
Ｏ2 である場合は、図５に示すように、ＣＯ2 に吸収さ
れにくい波長として０．７〜２μｍや３．０〜３．６μ
ｍの光を、吸収されやすい波長として２．５〜２．８μ
ｍの光を用いることができる。検知対象ガス成分がＮＯ
X である場合は、ＮＯX に吸収されにくい波長として
０．７〜２．０μｍの光を、吸収されやすい波長として
５．２〜５．４μｍの光を用いることができる。しか
し、本願発明は、燃焼排ガスのみに係るものではなく、
種々のガスの検知に広く利用することができる。
光ファイバーなどが好適である。検知対象ガス成分とし
ては、燃焼排ガスに含まれるＣＯ2 、ＮＯX 、ＳＯX 等
が例として挙げられる。例えば、検知対象ガス成分がＣ
Ｏ2 である場合は、図５に示すように、ＣＯ2 に吸収さ
れにくい波長として０．７〜２μｍや３．０〜３．６μ
ｍの光を、吸収されやすい波長として２．５〜２．８μ
ｍの光を用いることができる。検知対象ガス成分がＮＯ
X である場合は、ＮＯX に吸収されにくい波長として
０．７〜２．０μｍの光を、吸収されやすい波長として
５．２〜５．４μｍの光を用いることができる。しか
し、本願発明は、燃焼排ガスのみに係るものではなく、
種々のガスの検知に広く利用することができる。
【００１４】ゼオライト片を含むセンシング部は、燃焼
器用配管に直接接続又は配設することができる。また、
比較的短いバイパス配管を経て間接的に接続してもよ
い。ゼオライトは分子選択性を持つため、排気ガスのう
ち、特定の分子形状のガスだけを選択的に吸着すること
ができる。ゼオライトは、非常に多種多様なものが市販
されており、その中から、検知対象ガス成分を吸収する
ようなものを適宜選択して用いることができる。例え
ば、ＣＯ2 の検知を行う場合には、分子径４Å以下のＣ
Ｏ2 を選択吸着するために、好ましいゼオライトとして
は、例えば、Ｎａ４Ａタイプ（ユニオン昭和社製）が考
えられる。ＮＯ2 の検知を行う場合には、Ｎを含むガス
に対する吸着力が強い必要があるため、好ましいゼオラ
イトとしては、例えば、ＮａＸタイプ（ユニオン昭和社
製）が考えられる。これらのゼオライトは、４００℃程
度の排気ガスの高い温度にも耐えうるものである。その
他の種類のガスについても適切なゼオライトを選択する
ことができる。
器用配管に直接接続又は配設することができる。また、
比較的短いバイパス配管を経て間接的に接続してもよ
い。ゼオライトは分子選択性を持つため、排気ガスのう
ち、特定の分子形状のガスだけを選択的に吸着すること
ができる。ゼオライトは、非常に多種多様なものが市販
されており、その中から、検知対象ガス成分を吸収する
ようなものを適宜選択して用いることができる。例え
ば、ＣＯ2 の検知を行う場合には、分子径４Å以下のＣ
Ｏ2 を選択吸着するために、好ましいゼオライトとして
は、例えば、Ｎａ４Ａタイプ（ユニオン昭和社製）が考
えられる。ＮＯ2 の検知を行う場合には、Ｎを含むガス
に対する吸着力が強い必要があるため、好ましいゼオラ
イトとしては、例えば、ＮａＸタイプ（ユニオン昭和社
製）が考えられる。これらのゼオライトは、４００℃程
度の排気ガスの高い温度にも耐えうるものである。その
他の種類のガスについても適切なゼオライトを選択する
ことができる。
【００１５】ゼオライト片を保護するためのセラミック
フィルターは、媒じん等からゼオライト片を保護する働
きをする。セラミックフィルターとしては、低密度アル
ミナを挙げることができる。低密度アルミナは、水澤化
学から製造、販売されている。セラミックフィルター以
外にも、金属フィルターなどを利用することができる。
フィルターは、媒じん等からゼオライト片を保護する働
きをする。セラミックフィルターとしては、低密度アル
ミナを挙げることができる。低密度アルミナは、水澤化
学から製造、販売されている。セラミックフィルター以
外にも、金属フィルターなどを利用することができる。
【００１６】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細
に説明するが、これらの実施例により本発明を制限する
ことを意図するものではない。
に説明するが、これらの実施例により本発明を制限する
ことを意図するものではない。
【００１７】図１に、本願発明のガス検知装置のセンシ
ング部の断面図を示す。センシング部１は、中心にガス
通過用穴２を開けたセラミックパイプ３と、セラミック
パイプ３に接続し、ガス通過用穴２に通じている伝搬用
光ファイバー４と、セラミックパイプ３を包む粉塵付着
防止用のセラミックフィルター５と、ガス通過用穴２内
にあるガス吸着用ゼオライト６とを含む。このセンシン
グ部１は、この例では、図２に示すように燃焼器用配管
７に直接取り付けられる。燃焼器用配管７内の高温排気
ガスは、セラミックフィルター５を介し、ガス通過用穴
２を通って、ゼオライト６に到達する。ゼオライト６は
ガス通過用穴２に到達した排気ガスの各成分を吸着する
ので、ゼオライト６の表面では、燃焼器用配管７内の排
気ガスの各成分濃度に依存して、ゼオライト６に吸着さ
れる特定のガス成分が高密度に濃縮される。
ング部の断面図を示す。センシング部１は、中心にガス
通過用穴２を開けたセラミックパイプ３と、セラミック
パイプ３に接続し、ガス通過用穴２に通じている伝搬用
光ファイバー４と、セラミックパイプ３を包む粉塵付着
防止用のセラミックフィルター５と、ガス通過用穴２内
にあるガス吸着用ゼオライト６とを含む。このセンシン
グ部１は、この例では、図２に示すように燃焼器用配管
７に直接取り付けられる。燃焼器用配管７内の高温排気
ガスは、セラミックフィルター５を介し、ガス通過用穴
２を通って、ゼオライト６に到達する。ゼオライト６は
ガス通過用穴２に到達した排気ガスの各成分を吸着する
ので、ゼオライト６の表面では、燃焼器用配管７内の排
気ガスの各成分濃度に依存して、ゼオライト６に吸着さ
れる特定のガス成分が高密度に濃縮される。
【００１８】以下に、図３及び図４を参照として、本願
発明のガス検知装置を説明する。検知対象ガス成分とし
て、ＣＯ2 を例としてあげ、センシング部内のゼオライ
トがＣＯ2 を吸着及び濃縮している場合を例として説明
するが、この例に限定されず、任意のガスを検知対象と
することができ、所望の検知対象ガス成分を吸着できる
ようにゼオライトを選択することができる。
発明のガス検知装置を説明する。検知対象ガス成分とし
て、ＣＯ2 を例としてあげ、センシング部内のゼオライ
トがＣＯ2 を吸着及び濃縮している場合を例として説明
するが、この例に限定されず、任意のガスを検知対象と
することができ、所望の検知対象ガス成分を吸着できる
ようにゼオライトを選択することができる。
【００１９】図３に本願発明の一実施例を示す。伝搬用
光ファイバー４は、光ファイバーカプラ８の部分で、入
射用光ファイバー９と受光用光ファイバー１０とに枝分
かれし、入射用光ファイバー９は赤外線光源１１の方向
へ伸び、受光用光ファイバー１０は受光センサー１２に
接続している。入射用光ファイバー９と赤外線光源１１
の間には、入射用光ファイバー９に近い方から、フィル
ターホルダー１３、集光レンズ１４が順に備えられてい
る。
光ファイバー４は、光ファイバーカプラ８の部分で、入
射用光ファイバー９と受光用光ファイバー１０とに枝分
かれし、入射用光ファイバー９は赤外線光源１１の方向
へ伸び、受光用光ファイバー１０は受光センサー１２に
接続している。入射用光ファイバー９と赤外線光源１１
の間には、入射用光ファイバー９に近い方から、フィル
ターホルダー１３、集光レンズ１４が順に備えられてい
る。
【００２０】赤外線光源１１から広帯域の赤外線が照射
され、この赤外線光源１１からの出射光を入射用光ファ
イバー９に導くため、集光レンズ１４で集光し、フィル
ターホルダー１３の一部に光を照射する。フィルターホ
ルダー１３には、浸透波長が０．９８μｍの帯域通過フ
ィルター１５（以下、「０．９８μｍフィルター１５」
とする）と浸透波長が２．７μｍの帯域通過フィルター
１６（以下、「２．７μｍフィルター１６」とする）が
取り付けられ、フィルター回転用モーター１７が回転す
ることによって、０．９８μｍフィルター１５と２．７
μｍフィルター１６とが、交互に集光レンズ１４で集光
された光の光路に入るようになっている。この結果、
０．９８μｍの波長をもつ光と２．７μｍの波長をもつ
光が交互に入射用光ファイバー９を通ることとなる。こ
のようにフィルターを通過した光は、光ファイバーカプ
ラ８と伝搬用光ファイバー４とを通過してセンシング部
１の中のゼオライト６に照射される。ゼオライト６に照
射された光の反射光は、伝搬用光ファイバー４を再び通
って光ファイバーカプラ８に戻り、受光用光ファイバー
１０に導かれ、受光センサー１２で電気信号に変換され
る。受光センサー１２は、２．７μｍ付近の波長に感度
を有するＰｂＳセンサー等が適している。このようにし
て、ＣＯ2 ガスの吸収の影響を受けない波長０．９８μ
ｍの光とＣＯ2 ガスの影響を受ける２．７μｍの光とを
交互にゼオライト６の表面に照射し、その反射光の強度
を計測し、各波長の強度比を求めることにより、測定対
象以外のファクターの影響を補償した形でゼオライトに
吸着したガス濃度を計測することが可能となる。
され、この赤外線光源１１からの出射光を入射用光ファ
イバー９に導くため、集光レンズ１４で集光し、フィル
ターホルダー１３の一部に光を照射する。フィルターホ
ルダー１３には、浸透波長が０．９８μｍの帯域通過フ
ィルター１５（以下、「０．９８μｍフィルター１５」
とする）と浸透波長が２．７μｍの帯域通過フィルター
１６（以下、「２．７μｍフィルター１６」とする）が
取り付けられ、フィルター回転用モーター１７が回転す
ることによって、０．９８μｍフィルター１５と２．７
μｍフィルター１６とが、交互に集光レンズ１４で集光
された光の光路に入るようになっている。この結果、
０．９８μｍの波長をもつ光と２．７μｍの波長をもつ
光が交互に入射用光ファイバー９を通ることとなる。こ
のようにフィルターを通過した光は、光ファイバーカプ
ラ８と伝搬用光ファイバー４とを通過してセンシング部
１の中のゼオライト６に照射される。ゼオライト６に照
射された光の反射光は、伝搬用光ファイバー４を再び通
って光ファイバーカプラ８に戻り、受光用光ファイバー
１０に導かれ、受光センサー１２で電気信号に変換され
る。受光センサー１２は、２．７μｍ付近の波長に感度
を有するＰｂＳセンサー等が適している。このようにし
て、ＣＯ2 ガスの吸収の影響を受けない波長０．９８μ
ｍの光とＣＯ2 ガスの影響を受ける２．７μｍの光とを
交互にゼオライト６の表面に照射し、その反射光の強度
を計測し、各波長の強度比を求めることにより、測定対
象以外のファクターの影響を補償した形でゼオライトに
吸着したガス濃度を計測することが可能となる。
【００２１】図４に、本願発明のさらに他の一実施例を
示す。図３と同じ構成要素は、同じ番号を付けて、説明
を省略する。この例では、光源として、０．９８μｍレ
ーザー光源１８と２．７μｍレーザー光源１９を有し、
該レーザー光源はそれぞれ、光ファイバーカプラ２０を
介して入射用光ファイバー９に接続している。該レーザ
ー光源１８、１９からの光は、光ファイバーカプラ２
０、入射用光ファイバー９、光ファイバーカプラ８、伝
搬用光ファイバー４を順に通ってセンシング部１に赤外
線を入射する。０．９８μｍレーザー光源１８と２．７
μｍレーザー光源１９とを交互にオンすることで、０．
９８μｍレーザー光源１８から出射された０．９８μｍ
の波長の光と、２．７μｍレーザー光源１９から出射さ
れた２．７μｍの波長の光とを、光ファイバーカプラ２
０に交互に入射し、０．９８μｍの波長を持つ光と２．
７μｍの波長の光が交互に入射用光ファイバー９を通過
する。このようにして、２つの波長の光は、光ファイバ
ーカプラ８と伝搬用光ファイバー４を通過してセンシン
グ部１の中のゼオライト６に照射される。ゼオライト６
に照射された光の反射光は、伝搬用光ファイバー４を通
って光ファイバーカプラ８に戻り、受光用光ファイバー
１０に導かれ、受光センサー１２で電気信号に変換され
る。受光センサー１２は、２．７μｍ付近の波長に感度
を有するＰｂＳセンサー等が適している。０．９８μｍ
レーザー光源１８と０．７μｍレーザー光源１９とを交
互にＯＮすることにより、ＣＯ2 ガスの吸収の影響を受
けない波長０．９８μｍの光とＣＯ2 ガスの影響を受け
る２．７μｍとを交互にゼオライト６の表面に照射し、
その反射光強度を計測し、各波長の強度比を求めること
により、測定対象以外のファクターの影響を補償した形
でゼオライト６に吸着したガス濃度を計測することが可
能となる。
示す。図３と同じ構成要素は、同じ番号を付けて、説明
を省略する。この例では、光源として、０．９８μｍレ
ーザー光源１８と２．７μｍレーザー光源１９を有し、
該レーザー光源はそれぞれ、光ファイバーカプラ２０を
介して入射用光ファイバー９に接続している。該レーザ
ー光源１８、１９からの光は、光ファイバーカプラ２
０、入射用光ファイバー９、光ファイバーカプラ８、伝
搬用光ファイバー４を順に通ってセンシング部１に赤外
線を入射する。０．９８μｍレーザー光源１８と２．７
μｍレーザー光源１９とを交互にオンすることで、０．
９８μｍレーザー光源１８から出射された０．９８μｍ
の波長の光と、２．７μｍレーザー光源１９から出射さ
れた２．７μｍの波長の光とを、光ファイバーカプラ２
０に交互に入射し、０．９８μｍの波長を持つ光と２．
７μｍの波長の光が交互に入射用光ファイバー９を通過
する。このようにして、２つの波長の光は、光ファイバ
ーカプラ８と伝搬用光ファイバー４を通過してセンシン
グ部１の中のゼオライト６に照射される。ゼオライト６
に照射された光の反射光は、伝搬用光ファイバー４を通
って光ファイバーカプラ８に戻り、受光用光ファイバー
１０に導かれ、受光センサー１２で電気信号に変換され
る。受光センサー１２は、２．７μｍ付近の波長に感度
を有するＰｂＳセンサー等が適している。０．９８μｍ
レーザー光源１８と０．７μｍレーザー光源１９とを交
互にＯＮすることにより、ＣＯ2 ガスの吸収の影響を受
けない波長０．９８μｍの光とＣＯ2 ガスの影響を受け
る２．７μｍとを交互にゼオライト６の表面に照射し、
その反射光強度を計測し、各波長の強度比を求めること
により、測定対象以外のファクターの影響を補償した形
でゼオライト６に吸着したガス濃度を計測することが可
能となる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によって、非常に微量なガス濃度
をガスと直接接触する測定法を用いず、遠隔検知するこ
とができる。検知対象の赤外線吸収特性を利用している
ため、ガスを測定のために冷却する必要がなく、バイパ
ス配管を必要としないため、簡易なシステムで測定が行
える。熱等の測定対象以外のファクターの影響を受ける
ことがなく、信頼性の高い計測が可能となり、リアルタ
イムな測定が行えるため、燃焼部へのフィードバックも
正確に行える。
をガスと直接接触する測定法を用いず、遠隔検知するこ
とができる。検知対象の赤外線吸収特性を利用している
ため、ガスを測定のために冷却する必要がなく、バイパ
ス配管を必要としないため、簡易なシステムで測定が行
える。熱等の測定対象以外のファクターの影響を受ける
ことがなく、信頼性の高い計測が可能となり、リアルタ
イムな測定が行えるため、燃焼部へのフィードバックも
正確に行える。
【図１】図１は、本発明のガス検知装置のセンシング部
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図２は、本発明のガス検知装置の燃焼器用配管
への適用例である。
への適用例である。
【図３】図３は、本発明の実施例に係るガス検知装置の
構成図である。
構成図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施例に係るガス検知装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図５】図５は、０．７〜１６μｍの赤外線に対するＣ
Ｏ2 ガスの透過率（％）を示すグラフである。
Ｏ2 ガスの透過率（％）を示すグラフである。
【図６】図６は、従来のガス検知装置の構成図である。
１ センシング部 ２ ガス通過用穴 ３ セラミックパイプ ４ 伝搬用光ファイバー ５ セラミックフィルター ６ ゼオライト ７ 燃焼器用配管 ８ 光ファイバーカプラ ９ 入射用光ファイバー １０ 受光用光ファイバー １１ 赤外線光源 １２ 受光センサー １３ フィルターホルダー １４ 集光レンズ １５ ０．９８μｍフィルター １６ ２．７μｍフィルター １７ フィルター回転用モーター １８ ０．９８μｍレーザー光源 １９ ２．７μｍレーザー光源 ２０ 光ファイバーカプラ ２１ バイパス配管 ２２ ガスクロマトグラフ
Claims (3)
- 【請求項１】 検知対象ガス成分に吸収されやすい波長
の光と検知対象ガス成分に吸収されにくい波長の光とを
出射する光源装置と、該光源装置の出力光を導く第一導
光手段と、該第一導光手段の出力端から出た出力光が当
たり、かつ検知対象ガス成分に接するように配置された
ゼオライト片と、該ゼオライト片から反射した光を受け
るための第二導光手段と、該第二導光手段の出力端に配
置され、該第二導光手段を通った光を電気信号に変換す
るための光センサーと、該光センサーからの信号を処理
するための信号処理部とを含むガス検知装置。 - 【請求項２】 該光源装置が、広帯域の赤外線を放射す
る光源と、該光源からの光を運ぶための第一光ファイバ
ーと、該光源と該第一光ファイバーとの間に配置され、
検知対象ガス成分に吸収されやすい赤外線領域の波長の
光と該検知対象ガス成分に吸収されにくい赤外線領域の
波長の光とを交互に透過させる光学バンドパスフィルタ
ーとからなるか、あるいは、検知対象ガス成分に吸収さ
れやすい赤外線領域の波長の光を出射する第一光源と、
該検知対象ガス成分に吸収されにくい赤外線領域の波長
の光を出射する第二光源と、該第一光源と該第二光源か
らの光を同一光軸上に合わせるための第一光ファイバー
とからなり、該第一光ファイバーが該第一導光手段に接
続していることを特徴とする請求項１に記載のガス検知
装置。 - 【請求項３】 光源装置から検知対象ガス成分に吸収さ
れやすい波長の光と吸収されにくい波長の光を検知対象
となるガスの中に置かれたゼオライト片に交互に照射す
る工程と、該ゼオライト片から反射した光の反射光強度
を計測する工程と、該反射光強度から該検知対象ガス成
分に吸収されやすい波長の光と吸収されにくい波長の光
のそれぞれの強度の比を求める工程とを含むガス検知方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9240587A JPH1183734A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ガス検知装置及びガス検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9240587A JPH1183734A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ガス検知装置及びガス検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183734A true JPH1183734A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17061739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9240587A Withdrawn JPH1183734A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | ガス検知装置及びガス検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1183734A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005004245A3 (en) * | 2003-06-28 | 2005-06-02 | Univ Heriot Watt | Photoluminescent infrared source |
| US7936460B2 (en) | 2006-05-31 | 2011-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sensor unit in exhaust gas analyzer |
| US8085404B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas analyzer and gas analyzing method |
| US8208143B2 (en) | 2005-04-28 | 2012-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas analyzer |
| JP2014169912A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Hino Motors Ltd | センサシステム及びガスセンサ |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP9240587A patent/JPH1183734A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005004245A3 (en) * | 2003-06-28 | 2005-06-02 | Univ Heriot Watt | Photoluminescent infrared source |
| US8208143B2 (en) | 2005-04-28 | 2012-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas analyzer |
| US7936460B2 (en) | 2006-05-31 | 2011-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sensor unit in exhaust gas analyzer |
| US8085404B2 (en) | 2006-08-23 | 2011-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas analyzer and gas analyzing method |
| JP2014169912A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Hino Motors Ltd | センサシステム及びガスセンサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |