JPS59132320A - ガス濃度測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、大気中の特定ガス例えば法化水素ガスの濃度
を測定するガス濃度測定装置に関する。

従来技術 この種ガス濃度測定装置の一つとして光源にＨｅ−Ｎｅ
ガヌレーザ管を使用し、レーザ光をビームスプリッタに
て試料光古参照光に分割し、被測定力ス（炭化水累ガス
）による吸収を受けた試料光と、このガＺによる吸収を
夕・けていない参照光の受光佑号強艮を比較して、被測
定ガスの濃度を検出する装置が知られている。かかる装
置にあっては、従来より、同一レーザ光を試料光と参照
光に分割するに際し、ビームスプリッタ例えばノ１−フ
ミラーが使用されている。しかし、通常／＼−フミラー
は入射する光の１波長の厚さをもつ誘電体層を屈折率を
異ならせて交互にｌＯ数層積層して構成されるが、Ｈｅ
−Ｎｅガヌレーザの如く、遠赤外レーザでは、その波長
が長いために各誘電体層の厚みも−１，り増加し、クラ
ンクが入υ易くなるという問題を生じる。発明量は実験
によｐ１積層５層目付近から特にこのクラックが多く発
生することを確認している。また他のハーフミラ−とし
て知られているアルミと金属の貼合せ構造を有するもの
では、アルミ、金属接合面で遠赤外光の吸収が大きく、
透過光、反射光ともに減衰してしまうという問題があり
、これらの理由から、ハーフミラ−等ビームスプリッタ
の使用時、この種赤外吸光法によるガス濃度測定装置に
は好ましくない。

発明の目的 零発８１４は、前述したようなビームスプリッタを使用
することなく、試料光及び参照光を−っの光源から安定
に、かつ効率よく取り出すことを目的とする。

発明の構成 本発明は、２光線方式のガス濃度測定装置において、光
源からの光を分割するチョッパとして、その回転面が光
入射方向に対し９０’以外の所定の角度に設定され、か
つ回転軸を中心とする同心円上に試料光を得るスリット
と参照光を得るミラーが交互に設けられ、さらにスリッ
ト、ミラー間領域は該領域に入射した光が上記試料光及
び参照光とは異なる方向へ反射すべくその反射面が決定
されてなる回転体を使用して彦るものである。

実施例 第１図において、＋１１はＨｅ−Ｎｅガスレーザ管で、
波長３．８９μの遠赤外光を出力する。その出力光を実
線矢印ａで示す。（２）は偏平な円垂形回転体よりなる
チョッパでその中心には、回転＠（３ｊが設けられ、モ
ータ（図示せず）に連結されている。

このチョッパ（２）の構造につき第２図を用いて説明す
るとｔ＋　）（４）及び（５０５）は、チョッパ（２）
の同心円上に交互に配列されたスリット及びミラーで、
この同心円上にレーザ管（１）からの出力光ａが入射す
る。

上記同心円を含む回転体回転面は、出力光ａの入射方向
に対し、９０°以外の任意の角度に傾けられて配置され
る。それ故、回転面に平行に設けられたミラー（６）に
よる反射光（破線すで示す）は、入射方向とは異なる方
向へ反射する。スリット（４）とミラー（５）の間の中
間領域（６）は鏡面にて形成され、この領域に入射した
光は、入射光の、反射光すとは、異なる方向（破線Ｃで
示す）へ反射される。

これよりチョッパ（２）の回転によシ、スリット（４）
、ミラー（５）及び中間領域（６）が光路に到来すると
、試料光ａ及び参照光ｂ１さらに中間領域反射光Ｃが交
互にそれぞれ異なる方向へ出射する。（７）は、被測定
ガスを流入させた光吸収セルで、スリット（４）を透過
した光ａが、入射し、被測定ガス中を通過して受光素子
（８）に到達する。（９）はミラー（６）にて反射され
た参照光すが入射する受光素子、（Ｍｌ）（Ｍ２　）　
ＣＭｓ　）はチョッパー回転軸（３）に取９つけられた
８個のマーク帯、（Ｓｌ）　（Ｓ２　）　（Ｓ’８　）
は、これらマーク帯（Ｍ　１）　（Ｍ　２）　（Ｍａ）
に近接して配置されそのマークを検知するセンサである
。これらのマーク帯（Ｍｌ）　（Ｍ２　）　（Ｍａ　）
及びセンサ（Ｓｌ　）　Ｃ５２）　（Ｓ　ａ）は、チョ
ッパ（２）の回転位置を検出するもので、マーク帯（Ｍ
ｌ）及びセンサ（Ｓｌ）にて、中間反射領域（６）、マ
ーク帯（Ｍ２）及びセンサ（Ｓ２）にてスリット（＜　
ｌ　Ｉｎ、またマーク帯（Ｍａ）及びセンサ（Ｓ８）に
てミラー（５）（５）の各位置が検出され信号が出力さ
れる。（ｌＯ）（１１）は、それぞれ・受光素子（９）
（８）からの信号を増幅するアンプ、Ｃ２）θ３）は各
アンプ（１０１（ｌ　１）の出力信号を受けそのゼロ点
を決定するゼロ点決定回路で、センサ（Ｓりからの信号
に同期しで動作する。ゼロ点決定回路θ２１　（１３）
の出力はスイッチＱＪ　（１５１及び信号蓄積用コンデ
ンサＨＱ７＋を介してローパヌフィルり（Ｉａｌ１９＋
に入力される。スイッチ（１４，ｌｉｄセンサ（祖８）
の検出信号により閉成動作し、また他のスイッチ（＋５
）は、センサ（Ｓ２）の検出信号によシ閉成動作する。

（２０，・は、ローパヌフィルタ（ｔｉｌｌ！（１９）
にて各々平滑された試料光信号ＳＩＧ及び参照光信号Ｒ
ＥＦを入力し、その対数比を饅出するログアンプであり
、その出力としてガス濃度に比例した伯ＥＦ 号ｌｏｇ（−）が出力されるっ ＩＧ 発明の効果 本発明は、チョッパの回転軸を光路に対し、９００以外
の所定の角度傾斜させ、スリットとミラーを交互に配す
ることにより、試料光と参照光を時系列に振り分け、後
にそのタイミングでサンプリングすることによってビー
ムスプリンタを用いることなく、これと同様の機能を実
現することができる。これにより、遠赤外光を使用した
場合であっても、測定の安定性及び光の効率が損われる
ことはない。また本発明によれば、チョッパーに傾斜面
を設け、これをスリット、ミラー中間領域として光が２
つの受光素子にともに入射しないタイミングをと９、ゼ
ロ点決定を行なっているから、チョッパの一部を利用し
てゼロ点決定を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例回路ブロック図、第２図はチョ
ッパを示す平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光をチョッパによシ試料光及び参照光
   に分割し、試料光のみ被測定ガス中を透過させてその透
   過光受光信号と、上記参照光受光信号とを比較して被測
   定ガスの濃度を測定するガス濃度測定装置において、上
   記チョッパは、その回転面が光入射方向に対し９０°以
   外の所定の角度に設定され、かつ回転軸を中心とする同
   心円上に試料光を得るスリットと参照光を得るミラーが
   交互に設けられ、さらにスリット、ミラー間領域は該−
   領域に入射した光が上記試料光及び参照光とは異なる方
   向へ反射すべくその反射面が決定されてなる回転体にて
   構成されたことを特徴とするガス濃度測定装置。