JPS5858614B2 - 赤外線ガス分析計用検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、試料槽を透過した赤外線の光路に気体封入式
第１検出槽と第２検出槽とを配置し、第１検出槽と第２
検出槽とにおける赤外線の吸収の強さの差もしくは比を
取出すようにした赤外線ガス分析計用検出器、特にその
零点調整機構もしくはスパンチェック機構に関する。

第１図は、この種の従来の赤外線ガス分析計の概略構成
図である。

この第１図において、Ｌは赤外線光束を発生する光源で
、この光源りの背後の赤外線光路にはその赤外線光束を
断続するチョッパーＣＨが配置されている。

このチョッパーＣＨは穴明き円板に形成され、モーター
Ｍによって回転駆動される。

赤外線光路にはさらに試料槽Ｓが配置されている。

この試料槽Ｓには光透過窓Ｒ１゜Ｒ２が設けられ、導管
Ｚ１．Ｚ２を介して試料ガスがたとえば矢印方向に導入
される。

試料槽Ｓを透過した赤外線光束は検出器りに導かれる。

この検出器りは主として２つの検出器Ｄ１．Ｄ２よりな
り、この検出槽ＤＩ ＋ Ｄ２は赤外線光路に順次直列
に配置され、同じ検出ガスが充填されている。

この検出ガスとは試料槽Ｓ内に導かれる試料ガス中の被
測定ガスもしくはある特定ガスであり、そしてこのある
特定ガスとは被測定ガスに選択的に赤外線吸収をもつガ
スが混合されたガス体であり得る。

赤外線光束が検出槽Ｄ１を透過した後に検出槽Ｄ２に到
達し得るために、検出槽Ｄ１の両端には光透過窓Ｒ３ｔ
Ｒ４が設けられ、また検出槽Ｄ２の入口端には光透過
窓Ｒ５が設けられている。

検出槽Ｄ１゜Ｄ２はコンデンサマイクロホン検出室Ｋに
接続され、赤外線の吸収に基づくこの両横出槽Ｄ１．Ｄ
２内の圧力変動の差がコンデンサマイクロホン検出室Ｋ
によって容量変化すなわち電圧変動として取出される。

なお、この圧力変動の差は、実公昭４９−２８９５６に
開示された技術によって取出すこともできる。

第２図は検出槽Ｄ１．Ｄ２によって吸収される光エネル
ギーの特性を示したものである。

特性線ａは検出槽Ｄ１における吸収曲線、特性線すは検
出槽Ｄ２における吸収曲線であり、特性線ａによって囲
まれた面積は赤外線光束が検出槽Ｄ１において吸収され
る光エネルギー（今、この光エネルギーをＡ１とする）
に相当し、また特性線ａおよび特性線すによって囲まれ
た面積は赤外線光束が検出器Ｄ２において吸収される光
エネルギー（今、この光エネルギーをＡ２とする）に相
当する。

しかして、今、試料槽Ｓ内に被測定ガス成分を含まない
零点調整用ガスを流した場合には、検出器Ｄ１において
吸収される光エネルギーＡ１と検出器Ｄ２において吸収
される光エネルギーＡ２とは等しく、Ａ１Ａ２となり、
コンテ゛ンサマイクロホン室Ｋからは出力信号が発信さ
れない。

ところで、その零点調整用ガスを流した際に、両光エネ
ルギーＡｌ ｔ Ａ２を等しくするためには、検出槽Ｄ
Ｉ ｔ Ｄ２の内部に充填する検出ガス（もしくはある
特定ガス）の濃度を一定のある条件に定めなければなら
ない。

しかしながら、このような条件を満足させることは実際
上では非常に困難である。

そこで、この第１図に示した従来の赤外線ガス分析計の
検出器りにおいては、検出槽Ｄ１と検出槽Ｄ２との間に
遮光板Ｔを挿脱可能に設け、検出槽Ｄ２に入射する赤外
線の光量の一部を減らしてやる。

このようにすることにより、遮光板Ｔを挿入した際の検
出槽Ｄ２における赤外線吸収曲線は点線で示した特性線
Ｃの如くなり、特性線ａど特性線Ｃとで囲まれた面積が
その際に検出槽Ｄ２において吸収される光エネルギーに
相当する。

今、この光エネルギーをＡ３とする。

しかして、零点チェックガスを試料槽Ｓ内に流した際に
その光エネルギーＡ３と検出槽Ｄ１において吸収される
光エネルギーＡ１とが等しくなるように、遮光板Ｔの挿
入割合を変え、光エネルギーＡ３を調整する。

このようにして、零点調整が行なわれる。

しかしながら、このように、検出槽Ｄ１と検出槽Ｄ２と
を分離し、雨検出槽ＤＩ＋Ｄ２の間の光路に遮光板Ｔを
挿入する構成では、検出槽Ｄ１と検出槽Ｄ２とを別体に
製作し、同一の赤外線光路に配置しなければならず、従
って検出器りの製作が非常に困難であり、製作の際に過
度の慎重さが要求されるという欠点があった。

さらに、検出槽Ｄ２に入射する赤外線光量を遮光板Ｔに
より減するという技術的思想に基づいて簡便チェック法
を採用する場合には、平常時においては遮光板Ｔを挿入
しておき、零点チェックを行ないたい際には所定の一定
面積分の赤外線光束が通過するようにその遮光板Ｔを引
き抜く構成が採られるが、その場合には平常測定時にお
いて挿入されている遮光板の機械的安定性を考慮しなけ
ればならず、遮光板部の機械的構成が極めて複雑化する
という欠点があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされ、２つの検出槽
を簡単に構成し得るこの種の赤外線ガス分析計用検出器
、特にその零点調整機構を提供することを目的とするも
のである。

この目的は、本発明によれば、試料槽を透過した赤外線
の光路に気体封入式第１検出槽と気体封入式第２検出槽
とを順次直列に配置し、前記第１検出槽と第２検出槽と
における赤外線吸収の強さの差もしくは比を取出すよう
にしたものにおいて、前記第１検出槽および第２検出槽
をそれぞれ前記赤外線が透過し得るように構成し、前記
第２検出槽の背後の赤外線光路にこの第２検出槽を透過
した赤外線をこの第２検出槽側へ部分的に反射し得る反
射機構を設けることにより達成される。

本発明においては、零点調整用の反射板は第２検出槽の
背後の赤外線光路に挿脱可能に設けられるので、第１検
出槽および第２検出槽は一体的に構成することができ、
従って試料槽を透過した赤外線の光路への検出器の取付
が極めて簡単化され得る。

さらに、かかる反射板は零点調整量に応じて赤外線光路
に挿入されるのであるから、その挿入量はさほど大きく
なく、従ってその反射板の機械的安定性についてはさほ
ど精密度を要求されない。

それゆえ、その反射板部の機械的構成を簡単化し得る。

次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第３図は本発明の一実施例の概略構成図である。

この第３図においては第１図の装置と同一機能を有する
部分には同一符号が付されている。

本発明においては、検出器びは、２つの気体封入式検出
槽Ｄ３．Ｄ４から構成され、試料槽Ｓを透過した赤外線
の光路に配置されている。

検出槽Ｄ３． Ｄ４は一体的に製作され、共にそれぞれ
赤外線を透過させ得るように構成されている。

検出槽Ｄ３の赤外線入射側には光透過窓Ｒ６が設けられ
、検出槽Ｄ４の赤外線出射側には同様に光透過窓Ｒ８が
設けられ、そして検出槽Ｄ３とＤ４とは光透過窓Ｒ７に
よって区画されている。

検出槽Ｄ３ ｔ Ｄ４には、第１図に示した装置と同様
に、試料ガス中の被測定ガスもしくはある特定ガスが共
に充填され、コンデンサマイクロホン室Ｋに接続されて
いる。

さらに、本発明においては、検出槽Ｄ４を透過した赤外
線の光路には、その赤外線を再度検出器Ｄ４側に反射し
得る反射板Ｈが設けられ、この反射板Ｈがその赤外線光
路に挿脱可能に構成されている。

第４図は第３図における検出槽Ｄ３．Ｄ４によって吸収
される光エネルギーの特性を示したものである。

特性線ａ′は検出槽Ｄ３における吸収曲線、特性線すは
検出槽Ｄ４Ｊこおける吸収曲線であり、特性線ａ′によ
って囲まれた面積は赤外線光束が検出槽Ｄ３において吸
収される光エネルギー（今、この光エネルギーをＡ１′
とする）に相当し、また特性線ａ′と特性線ｂ′とによ
って囲まれた面積は同様に赤外線光束が検出槽Ｄ４にお
いて吸収されル光エネルギー（今、この光エネルギーを
Ａ２′とする）に相当する。

このとき、検出槽Ｄ３ ＋ Ｄ４は、Ａ１′≧Ａ２′と
なるように設計される。

しかして、本発明においては零点調整を行なう際には、
反射板Ｈが赤外線光路に挿入され、検出槽Ｄ４を透過し
た赤外線光束の一部分をこの検出槽Ｄ４に再び反射させ
る。

検出槽Ｄ４においてはこの反射光束に対しても赤外線の
吸収が行なわれ、この検出槽Ｄ４においてその反射光束
に対する吸収光エネルギー（今、この光エネルギーをＡ
４とする）は第４図において特性線ｂ′と点線で示した
特性線ｄとによって囲まれた面積に相当する。

この光エネルギーＡ４は反射板Ｈの挿入量によって変化
し、従って検出槽Ｄ３において吸収される光エネルギー
Ａ１′と検出槽Ｄ４において吸収される光エネルギー（
Ａ２’＋Ａ４）←特性線ａ′と特性線ｄとによって囲ま
れた面積に相当する。

）とが等しくなるように、反射板Ｈの挿入量すなわち光
エネルギーＡ４を調整し、零点調整を行なう。

以上に説明するように、本発明によれば、試料槽Ｓを透
過した赤外線の光路に検出槽Ｄ３ ｚ Ｄ４を順次直列
に配置し、しかも検出槽Ｄ４を透過した赤外線の光路に
反射板Ｈを配置し、反射板Ｈの光路への挿入量すなわち
反射光線の量を変えることにより零点調整を行ない得る
ように構成したので、検出器の構成を極めて簡単化し得
る。

なお、上述の説明では、零点調整について述べたが、検
出槽Ｄ４の背後の赤外線光路に反射板Ｈとは別の第２の
反射板を挿脱可能ｌこ設け、しかも赤外線ガス分析計の
スパンチェックの際にその第２の反射板がその赤外線光
路に所定量だけ挿入され得るように構成し、上述の本発
明の技術的思想をスパンチェック機構に利用することも
できる。

なおまた、上述の説明では、反射光については、検出槽
Ｄ４において吸収される光エネルギーについてのみ注目
したが、実際にはこの反射光は検出槽Ｄ３においても光
エネルギーの吸収を受ける。

しかしながら、その光エネルギーの吸収量は実際には微
小であるので、その説明を省略した。

さらに、反射機構は、反射板によって形成され、この反
射板を光路に挿脱可能に構成され、しかして赤外線の反
射光量を変えるようｌこした検出器について説明したが
、たとえば、この反射機構は、検出槽Ｄ３を透過した赤
外線を全部反射光として反射し得るように反射板を設け
、この反射板と検出槽Ｄ３との間の光路に挿脱可能に遮
光板を配置し、反射板に到達する赤外線の量をこの遮光
板によって制御するように構成してもよい。

なお、その際に、遮光板の赤外線が突き当たる面は、こ
の赤外線を吸収するように、たとえば黒色に着色すると
望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の赤外線ガス分析計の概略構成図、第２図
はその光エネルギー吸収特性図、第３図は本発明の一実
施例の概略構成図、第４図はその光エネルギー吸収特性
図である。 Ｓ・・・・・・試料槽、Ｄ′・・・・・・検出器、Ｄ３
．Ｄ４・・・・・・検出槽、Ｈ・・・・・・反射板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料槽を透過した赤外線の光仰に気体封入式第１検
   出槽と気体封入式第２検出槽とを順次直列に配置し、前
   記第１検出槽と第２検出槽とにおける赤外線の吸収の強
   さに基づいて分析が行なわれるものにおいて、前記第１
   検出槽および第２検出槽をそれぞれ前記赤外線が透過し
   得るように構成し、前記第２検出槽の背後の赤外線光路
   にこの第２検出槽を透過した赤外線をこの第２検出槽側
   へ部分的に反射し得る反射機構を設けたことを特徴とす
   る赤外線ガス分析計用検出器。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の赤外線ガス分析計用
   検出器において、前記反射機構を零点調整用として構成
   したことを特徴とすぬ赤外線ガス分析計用検出器。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の赤外線ガス分析計用
   検出器において、前記反射機構をスパンチェック用とし
   て構成したことを特徴とする赤外線ガス分析計用検出器
   。