JPS58225345A - ガス分析方法 - Google Patents
ガス分析方法Info
- Publication number
- JPS58225345A JPS58225345A JP10928582A JP10928582A JPS58225345A JP S58225345 A JPS58225345 A JP S58225345A JP 10928582 A JP10928582 A JP 10928582A JP 10928582 A JP10928582 A JP 10928582A JP S58225345 A JPS58225345 A JP S58225345A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- measured
- cell
- light
- receiving element
- 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
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Classifications
-
- 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
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
- G01N21/276—Calibration, base line adjustment, drift correction with alternation of sample and standard in optical path
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（Ｑ） 発明の技術分野
本発明は赤外線半導体レーザ（以［単にレーザと呼ぶ）
を用いたガス分析装置に係り、特に多モード発振を行な
っているレーザに対しても回折格子のような波長選択手
段なし、でｔ１測できるガス分析方式に関する。
を用いたガス分析装置に係り、特に多モード発振を行な
っているレーザに対しても回折格子のような波長選択手
段なし、でｔ１測できるガス分析方式に関する。
（功 技術の背景
近年レーザの著しい発達に伴つ°Ｃ赤外線による各種の
ガス分析方式が発達して来ている。
ガス分析方式が発達して来ている。
（０）従来技術と問題点
ところがレーザ（特に半導体レーザ）は必ずしも単一モ
ードで発振するものではなく、むしろ多モード発振を行
う場合が多くて、このようなレーザを用いるならば複数
の波長の光が放射さＪする。
ードで発振するものではなく、むしろ多モード発振を行
う場合が多くて、このようなレーザを用いるならば複数
の波長の光が放射さＪする。
このため、ガス分析を行うに際Ｌ７ては、ガス吸収と関
係のない波長の光は、この光をガフ中に透過させた後に
受光させる受光素イに入らないように除去しておくのが
普通である。そのために受光素子の前面にに１、ガス吸
収と関係のない光を除去できる例えばグレー戸イングの
ような波長選択手段を設置する必要が生じるのであるが
、そのことは分光装置全体を高価格でかつ大型のもの妬
する七いう欠点があった。
係のない波長の光は、この光をガフ中に透過させた後に
受光させる受光素イに入らないように除去しておくのが
普通である。そのために受光素子の前面にに１、ガス吸
収と関係のない光を除去できる例えばグレー戸イングの
ような波長選択手段を設置する必要が生じるのであるが
、そのことは分光装置全体を高価格でかつ大型のもの妬
する七いう欠点があった。
（０）発明の目的
本発明の目的は、分光特性を測定しだい対象としての特
定ガスを常圧で封入したセルと減圧セルとを用い、その
組合わせによって、波長選択手段なしでも、多モー１”
発振を呈しているレーザを用いても行えるガス分析法を
提供することにある。
定ガスを常圧で封入したセルと減圧セルとを用い、その
組合わせによって、波長選択手段なしでも、多モー１”
発振を呈しているレーザを用いても行えるガス分析法を
提供することにある。
（０）発明の構成
そし°℃この目的は本発明によｉＩば、多モート−発振
を呈する゛１６４体レーザとそ１１に列内した９受光素
子間にｔｆｔＪ成さｊする光路中に、被測定ガスの減圧
ガスレルと１Ａ７１Ｉｌ＋対象ガスが常圧で導入された
ガスセルとを交互に挿脱ｉｉＪ能ならしめ、まずｉ：、
ｆｌｌｌ！減圧カメ１！ルが呈する光吸収特性の最低
顧をも−）で、使用対象ｊＪ外の波長の光による吸収値
と艶なして記”１．ｆ（手段中にメモリして↓りき次に
常圧ガスセルを１−ｈｒＬ光路中に挿入した場合におけ
る総合吸収特性からＩｆ！Ｉ ｒ尼メモリされた吸収値
を差し引いた値を基準とｌ）Ｃ観測対象カス中に含捷れ
る被測定ガスの濃度を測定するようにしたことを特徴と
するガス分析方法によって達成できる。
を呈する゛１６４体レーザとそ１１に列内した９受光素
子間にｔｆｔＪ成さｊする光路中に、被測定ガスの減圧
ガスレルと１Ａ７１Ｉｌ＋対象ガスが常圧で導入された
ガスセルとを交互に挿脱ｉｉＪ能ならしめ、まずｉ：、
ｆｌｌｌ！減圧カメ１！ルが呈する光吸収特性の最低
顧をも−）で、使用対象ｊＪ外の波長の光による吸収値
と艶なして記”１．ｆ（手段中にメモリして↓りき次に
常圧ガスセルを１−ｈｒＬ光路中に挿入した場合におけ
る総合吸収特性からＩｆ！Ｉ ｒ尼メモリされた吸収値
を差し引いた値を基準とｌ）Ｃ観測対象カス中に含捷れ
る被測定ガスの濃度を測定するようにしたことを特徴と
するガス分析方法によって達成できる。
（ｆｌ 発明の丈施例
以下、本発明の実施例を図面を用い°看詳述する。
第１図は本発明に係るガス分析方法に用いられる装置の
フロックタイヤダラムである。
フロックタイヤダラムである。
今、レーザ１」と受光素ｆ−Ｌ）との間の光路（矢印イ
で示す）中にま“Ｊ第１のカスヒル（：１ｔなわち減圧
されたカスが封入された七〜のみを挿入する。
で示す）中にま“Ｊ第１のカスヒル（：１ｔなわち減圧
されたカスが封入された七〜のみを挿入する。
そうするとこの場合には縦軸に透過パワーＰをオた横軸
にレーリ′駆動電流１ｐをとって示しだ吸収特性は、第
２図に見られるように常圧のガスが刺入されだセ／Ｉ／
ヲ十記光路中に挿入した場合よりもはるかに急峻なもの
となる。そしてガスの吸収に関係のない波長λ２の透過
パワーは図中でＰ′２として示したように駆動電流１１
）に無関係となる。
にレーリ′駆動電流１ｐをとって示しだ吸収特性は、第
２図に見られるように常圧のガスが刺入されだセ／Ｉ／
ヲ十記光路中に挿入した場合よりもはるかに急峻なもの
となる。そしてガスの吸収に関係のない波長λ２の透過
パワーは図中でＰ′２として示したように駆動電流１１
）に無関係となる。
これに対してガスの吸収を引起こず波長λ１のくなって
しまう筈である。しかし受光素子りは′Ａ１は勿論のこ
とλ２の波長による光電変換出力をも出力するのである
からこれらＰ′１およびＰ′２け直接ｎ７１Ｉｌできる
ものではなく、観測できるのは図中に点線でｔした総計
の透過パワーＰＴである。けれどもこの総計の透過パワ
ーＰ′Ｔの先端である電流１０における先端Ｑ、Ｏは上
記の波長λ２による後述する透過パワーＰ２に等しいの
でとの点Ｑ、。
しまう筈である。しかし受光素子りは′Ａ１は勿論のこ
とλ２の波長による光電変換出力をも出力するのである
からこれらＰ′１およびＰ′２け直接ｎ７１Ｉｌできる
ものではなく、観測できるのは図中に点線でｔした総計
の透過パワーＰＴである。けれどもこの総計の透過パワ
ーＰ′Ｔの先端である電流１０における先端Ｑ、Ｏは上
記の波長λ２による後述する透過パワーＰ２に等しいの
でとの点Ｑ、。
の値を観測することによってこれを波長λ２による透過
パワーＰ２と見なすことができる。
パワーＰ２と見なすことができる。
したがってまずここに得られた受光素子出力Ｐ２を初段
増幅器ｌならびに第１のロックイン増幅器２ａ、を通し
だ後に第１のＡ ／ Ｉ）変換器８ａに入力してディジ
タル化してＰ２Ｄとなし、このＰＩＩＤなる値ヲマイク
ロコンピュータ（以下マイコンと略称する）４に導入し
記憶手段す中に格納しておく。
増幅器ｌならびに第１のロックイン増幅器２ａ、を通し
だ後に第１のＡ ／ Ｉ）変換器８ａに入力してディジ
タル化してＰ２Ｄとなし、このＰＩＩＤなる値ヲマイク
ロコンピュータ（以下マイコンと略称する）４に導入し
記憶手段す中に格納しておく。
そしてとの後、第１図中の前記第１のガスセル（ｊ］
を矢印二方向に光路から除去し、それにかわって第２の
ガス士／Ｉ／Ｃ２を矢印小方向に光路中に挿入し、該ガ
スセルＣ２のガス流入口ａから矢印口で示したようなザ
ンブリングして来た分析したいガス〔当然この中には他
のガス、つまシ窒素（ＮＩりや炭酸ガス（Ｃｏｇ）も混
ざった形で含まれている〕すたわち濃度を測定したいガ
スを導入してガス流出口１）から矢印ハで示したように
上記ガスを放出し、ガス士、Ｉ／（：２内の圧力を常圧
に保つ。
を矢印二方向に光路から除去し、それにかわって第２の
ガス士／Ｉ／Ｃ２を矢印小方向に光路中に挿入し、該ガ
スセルＣ２のガス流入口ａから矢印口で示したようなザ
ンブリングして来た分析したいガス〔当然この中には他
のガス、つまシ窒素（ＮＩりや炭酸ガス（Ｃｏｇ）も混
ざった形で含まれている〕すたわち濃度を測定したいガ
スを導入してガス流出口１）から矢印ハで示したように
上記ガスを放出し、ガス士、Ｉ／（：２内の圧力を常圧
に保つ。
こうした場合の常圧によるガスの吸収特性は、減圧され
たものでないために、通常よく見られる形すなわち第８
図に見られるようないわゆるブロードな形となるのであ
るが、この場合、受光素子りで受光される光パワーを前
記の減圧ガスの場合と区別するために、Ｐ Ｔ ＋ ”
］ ＋ ）’ ２として記すことにする。
たものでないために、通常よく見られる形すなわち第８
図に見られるようないわゆるブロードな形となるのであ
るが、この場合、受光素子りで受光される光パワーを前
記の減圧ガスの場合と区別するために、Ｐ Ｔ ＋ ”
］ ＋ ）’ ２として記すことにする。
そしてこの場合にも受光素子１〕に入射する波長はλ】
とλ２との総計であるので直接観測されるのは第３図中
で点線で描いた総計の吸収特性ＰＴでしかない。この常
圧ガス内の特定ガス濃度を測定する時には、駆動電流を
第８図中のＩＰで示されるように吸収ライン内の一点に
固定する。この時得られた受信パワーを丁゛１とすると
このｐ＋、は受光素子ｌ〕で受光された後、初段増幅器
ｌならびに第２のロックイン増幅器２ｂを通した後に第
２のＡ／［）変換器３ｂに入力してディジタル化し、１
表１・ｌ）とし′Ｃ出勾される。
とλ２との総計であるので直接観測されるのは第３図中
で点線で描いた総計の吸収特性ＰＴでしかない。この常
圧ガス内の特定ガス濃度を測定する時には、駆動電流を
第８図中のＩＰで示されるように吸収ライン内の一点に
固定する。この時得られた受信パワーを丁゛１とすると
このｐ＋、は受光素子ｌ〕で受光された後、初段増幅器
ｌならびに第２のロックイン増幅器２ｂを通した後に第
２のＡ／［）変換器３ｂに入力してディジタル化し、１
表１・ｌ）とし′Ｃ出勾される。
ところで、十ｉ己第３図中において１点鎖線で示し、た
透過パワーＰ２は前記したように減圧セル（シ１を用い
て求めた透過パワーＦ’ＱＤによって代表される。
透過パワーＰ２は前記したように減圧セル（シ１を用い
て求めた透過パワーＦ’ＱＤによって代表される。
したがって、上記ＰＴＤからこのＰ２Ｄｚ１］ｇなる植
をマイコン４によって差し引かせるならば、ここに求め
たい透過パワーＰ１がｐ’％ −Ｉ） ！！とじて求め
られる。
をマイコン４によって差し引かせるならば、ここに求め
たい透過パワーＰ１がｐ’％ −Ｉ） ！！とじて求め
られる。
なお第３図中のＣＨは光チョッパ、７れレーザ駆動電源
、６はマイコン４の出力端子であるが、径路チで示した
ように駆動電源７からは第２のロックイン増幅器２ｂに
対して参照信号が送られているので徽分収吸ｉ＋−Ｂ″
Ｔも同時に求められ、これｉＪ： Ａ ／ １．１変換
器３ｂを介してやはりマイコン４「１１に導入される。
、６はマイコン４の出力端子であるが、径路チで示した
ように駆動電源７からは第２のロックイン増幅器２ｂに
対して参照信号が送られているので徽分収吸ｉ＋−Ｂ″
Ｔも同時に求められ、これｉＪ： Ａ ／ １．１変換
器３ｂを介してやはりマイコン４「１１に導入される。
そし〔特定ガス濃度を算出するには、Ｐ％ ／ （）’
ｒ−Ｉ’ｐ）なる演嘗をマイコン４に行なわせることに
よって遂行できる。
ｒ−Ｉ’ｐ）なる演嘗をマイコン４に行なわせることに
よって遂行できる。
また現実にガス濃度を定量的に求める上ではガス濃度に
対する較■を行う必要があるが、とれは前記第２のガス
セ／Ｌ／Ｃｇを空にしたり、特定濃度の標準ガスを十記
ガスセルＣ２中に入れて、その時に求められた出力？Ｔ
／ （−Ｆｒ−Ｐ Ｒ）を基準値とする手続きをとるこ
とによって容易に行うことができるＯ （ロ）発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明のガス分析法はグ
レーティングのような波長選択手段を必要とせず、その
ために分析装置を安価でしかも小型なものとすることが
できるため、実用−１−多大の効果が期待できる。
対する較■を行う必要があるが、とれは前記第２のガス
セ／Ｌ／Ｃｇを空にしたり、特定濃度の標準ガスを十記
ガスセルＣ２中に入れて、その時に求められた出力？Ｔ
／ （−Ｆｒ−Ｐ Ｒ）を基準値とする手続きをとるこ
とによって容易に行うことができるＯ （ロ）発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明のガス分析法はグ
レーティングのような波長選択手段を必要とせず、その
ために分析装置を安価でしかも小型なものとすることが
できるため、実用−１−多大の効果が期待できる。
第１図は本発明のガス分析法に用いられる装置のブロッ
ク〃イヤグヲノ・、第２図＋１１・記装置中の光路内に
減圧されたガスセμを挿入した場合に得られる吸収特性
を示した図、第３図は、１−記ガヌセルにかわって常圧
のガスセルを１・配光路中に挿入した場合に得られる吸
収特性を示す図である。 図において、■は初段増幅器、２１９．．２１）はロッ
クイン増幅器、３ａ、３ｂはＡ／Ｄ変換器、４はマイコ
ン、５は記憶手段、６はマイコンの出力端子、７ ＩＩ
： Ｌ・−リ°駆動電源をそれぞれ示す。 ＝２７
ク〃イヤグヲノ・、第２図＋１１・記装置中の光路内に
減圧されたガスセμを挿入した場合に得られる吸収特性
を示した図、第３図は、１−記ガヌセルにかわって常圧
のガスセルを１・配光路中に挿入した場合に得られる吸
収特性を示す図である。 図において、■は初段増幅器、２１９．．２１）はロッ
クイン増幅器、３ａ、３ｂはＡ／Ｄ変換器、４はマイコ
ン、５は記憶手段、６はマイコンの出力端子、７ ＩＩ
： Ｌ・−リ°駆動電源をそれぞれ示す。 ＝２７
Claims (1)
- 多モード発振を呈する半導体レーザとそれに対向した受
光素子間に構成される光路中に、被測定ガスの減圧ガス
セルと観測対象ガスが常圧で導入されたガスセルとを交
互に挿脱可能ならしめ、まず−１−記減圧ガヌセルが呈
する光吸収特性の最低値をもって、使用対１以外の波長
の光による吸収値と見なして記憶手段中にメモリしてお
き、次に常圧ガスセルを」１記光路中に挿入した場合に
おける総合吸収特性から前記メモリされた吸収値を差し
引いた値を基準として観測対象ガス中に含まれる被測定
ガスの濃度を測定するようにしたことを特徴とするガス
分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10928582A JPS58225345A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | ガス分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10928582A JPS58225345A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | ガス分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58225345A true JPS58225345A (ja) | 1983-12-27 |
Family
ID=14506291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10928582A Pending JPS58225345A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | ガス分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58225345A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995026497A1 (fr) * | 1994-03-25 | 1995-10-05 | Nippon Sanso Corporation | Analyse de gaz par spectrochimie infrarouge et appareil utilise |
| EP1912058A1 (de) * | 2006-10-14 | 2008-04-16 | Roche Diagnostics GmbH | Anordnung und Verfahren zum Erfassen und Auswerten optischer Signale |
| CN104568837A (zh) * | 2011-11-28 | 2015-04-29 | 横河电机株式会社 | 激光气体分析仪 |
| EP3094962A4 (en) * | 2014-01-15 | 2017-10-04 | Oy Sparklike AB | Method and device for determining gas compotent inside a transparent container |
-
1982
- 1982-06-24 JP JP10928582A patent/JPS58225345A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995026497A1 (fr) * | 1994-03-25 | 1995-10-05 | Nippon Sanso Corporation | Analyse de gaz par spectrochimie infrarouge et appareil utilise |
| EP1912058A1 (de) * | 2006-10-14 | 2008-04-16 | Roche Diagnostics GmbH | Anordnung und Verfahren zum Erfassen und Auswerten optischer Signale |
| US7630084B2 (en) | 2006-10-14 | 2009-12-08 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for acquiring and evaluating optical signals |
| CN104568837A (zh) * | 2011-11-28 | 2015-04-29 | 横河电机株式会社 | 激光气体分析仪 |
| EP2910927A1 (en) * | 2011-11-28 | 2015-08-26 | Yokogawa Electric Corporation | Laser gas analyzer |
| US9347877B2 (en) | 2011-11-28 | 2016-05-24 | Yokogawa Electric Corporation | Laser gas analyzer |
| US9671333B2 (en) | 2011-11-28 | 2017-06-06 | Yokogawa Electric Corporation | Laser gas analyzer |
| EP3094962A4 (en) * | 2014-01-15 | 2017-10-04 | Oy Sparklike AB | Method and device for determining gas compotent inside a transparent container |
| US10088416B2 (en) | 2014-01-15 | 2018-10-02 | Oy Sparklike Ab | Method and device for determining gas component inside a transparent container |
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