JPS5939639Y2 - 赤外線方式ガス濃度連続測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は測定対象ガスが特定波長の赤外線を吸収する原
理でガス濃度を測定する赤外線方式のガス儂度測定装置
に係り、特に同じ光束を用いて均一の出力を得、形状も
小さくして多数箇所のガス濃度を同時且つ連続的に測定
しうるようにした非分散形赤外線分析装置に関するもの
である。

本考案者らは従来の斯種非分散形赤外線分析装置を改良
して一つの光源、一つの検出器で同時に連続的に多数箇
所のガス濃度を測定し、一系列の伝送系で多数箇所の測
定信号を送受しうる装置をさきに開発して特許出願した
（特願昭５１−５８６９５号）。

これは両端に赤外線を発する光源と赤外線検出器を有し
。

その間にパイプ状の被験気流導入セルと回転円板状の光
束遮断回転体と、赤外線フィルターを設けたものである
。

而して前記セルは前記光源と検出器を結ぶ線を軸に且つ
光源を頂点とする円周状に多数本配置され、又前記回転
体は光源とセル又はセルと検出器の間に設けられ、前記
と同じ軸により回転するものであり、前記円周よりも大
きな直径を有し、その一箇所に小さな孔を設けその孔か
らのみ光束を通過せしめるようになっている。

その装置によるときは光源から発せられた光は反射ミラ
ーを経て前記回転体に至り多くは遮断され、小さな光束
通過孔のみから通過する。

適宜回転数で回転する前記回転体の光束通過孔より通過
した光は順次各セル中を通過し、後赤外線検出器に集光
され、光量を測定されるのであるが、前記光源より反射
ミラーを経て前記回転体に至る除光が分散され、光源自
体が３６０°全部に亘って均一な光を出すことが無理で
あり、多少ともバラツキを生じ易いうらみがある。

光源も点光源ではないので多数個のセルの中セルによっ
て光量が異なってくる。

又比較的大きな回転体なのでその回転に要する可動部の
負荷が大きい。

前述の如き状態では電気信号にしたとき感度を上げよう
としても首尾よくいかず不便である。

本考案者らは均一な出力、小さな出力で測定して折記の
如き不便を解消しうるよう更に改良を重ねて新たな赤外
線方式ガス濃度連続測定装置を開発するに至ったもので
あり、本考案は、赤外線を発する光源と赤外線検出器を
両端部に有１〜、光源に近く設けられ、中央部に光束通
過孔を有し内側に反射面を有する板状固定反射ミラート
、前記通過孔に面し、その孔と前記検出器を結ぶ線上に
設ケラれたロッド状回転反射ミラーと、このロッド状ミ
ラーを中心とし、前記通過孔を頂点とする円周上に設け
られ夫々導入口、導出口を有し複数の被験気流を連続的
に流しうるようにした同一長さの２個以上のパイプ状被
験気流導入セルと、前記光源と検出器に至る光束通路上
に設けられた赤外線フィルターとを有し、前記二つの反
射ミラーの反射面は前記光束通過孔を通過し、入射した
光束が前記ロッド状回転反射□ラーにより反射し、更に
前記板孔固定反射ミラーにより反射１〜で入射と同じ方
向に前記パイプ状被験気流導入セル内を通過するように
形成されることを特徴とする赤外線方式ガス濃泥測定装
置を提供するものである。

本考案を図面に示す一実施例について詳細に説明すれば
、１が一端、第２図において左端中央部に設けた赤外線
を発する光源であり、その前面には中央部に赤外線フィ
ルタ−２を取着けた円形の光束通過孔３を有し、内側に
テーパ一部の反射面４を有する断面円形の固定反射ミラ
ー５が設けられる。

光源１と光束通過孔３を結ぶ線の前面には、この孔３に
対応する大きさの直径を有し上部チー・・一部６′を反
射面とするロンド状の反射ミラー６が設けられ、これは
内蔵したモーター７により毎分数十回から数千回に及ぶ
適宜回転数で回転する。

この光源１に対応する側第２図において右端部には、信
号取出用リード線８を有する赤外線検出器９が中心部に
設けられその背後には反射ミラー１０が設けられる。

この光源１乃至固定反射ミラ・−５と赤外線検出器９と
の間に、はぼこの間の距離に近い長さを有する細い径の
パイプ状の被験気流導入セル１１が、前記回転反射ミラ
ー６を中心とする円周状に２個以上配置される。

図面においては１３本のセル１１Ａ−１１Ｍが示されて
いる。

この被験気流導入セル１１には夫々気流導入口１２、導
出口１３が設けられ、被験気流を連続的に導入、通過し
うるようになっている。

これを使用するに当っては１１Ａを比較セル、１１Ｂ−
１１Ｍを検出セルとして各箇所の被験ガスを導入、通過
せしめ、前記回転反射ミラー６を回転せしめると、光源
１から発せられた光は赤外後フィルター２を取着けられ
た光束通過孔３を経て回転反射□ラー６に至りその反射
面６′で反射され次いで固定反射ミラー５０反射面４で
反射され前記パイプ状セル１１を通過する。

而して前記回転反射ミラー６の回転に伴なって順次各パ
イプ状導入セル１１Ａ−１１Ｍ中を通過する。

各セルには夫々の箇所からの被験気流が導入口１２、導
出口１３を経て連続的に流されており、光線は順次かか
る気流中を通過する。

セルを通過した光は反射ミラー１０で反射して赤外線検
出器９に集光され、この検出器９によって各セルを通過
した光線はリード線８によって取出され、図示せぬ信号
弁別の電気回路を介することによって各測定点のガス濃
度を測定し指示警報を行なうことができる。

尚安定な検出器を用いるときは比較セルは必要とせずそ
れぞれのセルで比較、検出の信号を取出すことができる
。

又赤外線フィルター（−ｊ：検出器の直前に設けること
も好適である。

このフィルターは被験ガスの種類によって適宜取換えて
使用する。

又光束通過孔３の手前に反射鏡１４を例えば光源１と検
出器９とを結ぶ線に対して４５° の角度に傾けて設け
、前記線に対して直角の位置に光源１′を設けてこの装
置のコンパクト化をはかることができる。

第１図においては光源１′と反射鏡１４との間に凸レン
ズ１５、凹レンズ１６を用いて集光せしめるようになっ
ている。

勿論光源１に対しても同条に集光用レンズを用いて集光
せしめることができる。

而して回転ミラーにより光束を走査し多数のセルに入射
させる場合、平面鏡を用いるとセルの数だけ必要となり
、その角度調整も必要となって製造が困難である。

これに対して本考案では固定ミラーを内側にガーパ一部
の反射面を有し断面円形のいわば円すい形ミラーとして
、光束通過孔を通過し入射して回転ミラーにより反射し
た光束が該固定ミラーの反射面により反射して入射と同
じ方向でセル内を通過するようにしたので、１枚のミラ
ーですみ角度調整も不要で製造も溶射である。

該固定ミラーで光が分殺してもセル内面で数回反射した
光束は反射ミラーで集光されるので問題はない。

かくて本考案によるときは或は集光させて光を光束通過
孔に通過せしめて一つの光束にしぼりロッド状反射□ラ
ーにより常に同じ反射面により反射させるためにバラつ
くことなく、均一な出力が得られるとともに、光源の出
力を大きくする必要なくごく小さくて済む。

又光束を小さくすることができるのでそれに対応して回
転反射ミラーやセル等を小さくしうるなど、装置全体を
コンパクトにすることができる。

セルはその径を小さくすることもできるが、それに応じ
てその数を多くしてより多数箇所の気流の導入、測定を
行なうことができる。

尚光源の取着けに当っても直線状に長く位置せしめず、
適宜角度の位置に設けてより装置容積の縮小をはかるこ
とができる。

又回転ミラーは光束遮断回転体と異なり小さな光束に対
応する径を有するものであるため、可動部の負荷が少な
くなりモーターの寿命を長くすることができて好都合で
ある。

又そのため装置全体の温度上昇を来すことがない。

光源は弱くてもよいが上述のようにレンズ等で集光させ
て行なうのが好ましい。

かくして本考案によるときは、光束を一つにしぼって常
に均一な光を出すことができ、それを各セルに導入しつ
るので前記の如き感度を上げることも容易になし得て好
都合であり、その外前述の如き優れた効果を有するもの
であって、本考案は誠に有効な斯種装置を提供しうるの
である。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本考案に係る装置における被験気流導入セ
ルの配置を示す説明図、第２図は検出部を示す一部切欠
き断面図である。 １．１’・・・光源、３・・・光束通過孔、５・・・固
定反射ミラー、６・・・回転反射ミラー、９・・・赤外
線検出器、１１・・・被験気流導入セル、１５，１６・
・・集光用レンズ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ■ 測定対象ガスが特定波長の赤外光を吸収する原理で
   ガス濃度を測定する装置において、赤外線を発する光源
   と赤外線検出器を両端部に有し、更に光源に近く設けら
   れ、中央部に光束通過孔、内側に反射面を有する板状固
   定反射ミラーと、前記光束通過孔に面し、絞孔と前記赤
   外線検出器を結ぶ線上に設けなれたロンド状回転反射□
   ラーと、このロッド状ミラーを中心とし、前記光束通過
   孔を頂点とする円周上に設けられ、夫夫導入口、導出口
   を有し複数の被験気流を連続的に流しうるようにした同
   一長さの２個以上のパイプ状被験気流導入セルと、前記
   光源と前記検出器に至る光束通路上に設けられた赤外線
   フィルターとを有し、前記二つの反射ミラーの反射面は
   前記光束通過孔を通過し、入射した光束が前記ロッド状
   回転反射ミラーにより反射し、更に前記板状固定反射ミ
   ラーにより反射して入射と同じ方向に前記パイプ状被験
   気流導入セル内を通過するように形成されることを特徴
   とする赤外線方式ガス濃度連続測定装置。 ２ 前記光源には集光装置を設けたことを特徴とする第
   １項記載の装置。 ３ 前記光源は前記赤外線検出器と前記光束通過孔を結
   ぶ線の延長部位又はそれより一定角度の位置に設けるよ
   うにしたことを特徴とする第１項又は第２項記載の装置
   。