JPS5946522A - ガス分析装置 - 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】 この発明はガス分析装置、特に排煙ガス（’ｆｌｕｅ　
ｇａｓ　）中の一酸化炭素の分析に用いられるガス分析
装置に関する。

燃焼システムにおける空気／燃料比率の制御方法は、古
くから知られている６また、従来、排煙ガス中の一酸化
炭素を表示する装置、および空気／燃料比率の必要な変
換の記号として、□あるいは上記変換を自動的に行うた
めに所定の値を使用１７た装置が知られている。反復さ
れた排煙ガスの試料全使用する代わりに、排煙ガスを絶
えず監視することのできるシステムが米国特許Ａ２，５
３４，６５７に開示されている。この米国特許Ａ２，５
３４，６５７によれば、主に赤外吸収を用いて、ガスを
定量的に監視する技術が開示されている。この技術にお
いて、適当なソースから放射された赤外放射線は分析さ
れるガスを通って適当なディテクターへ向けられ、また
、上記分析されるガスと同様な吸収特性を有する公知の
ガスの試料が所定の振動数で上記赤外放射線の光路中に
出し入れされ、る。そして、ディテクター出力の差異は
、光路中のガス試料によ）、あるいはがス試料に関係な
く、分析きれるガスの濃度に従って示される。その後、
ディテクターによシその差異が測定される。

上記技術の主な欠点は、上記公知のガス試料を光路中に
出し入れするだめの機械的要素を使用したことによる実
施上にｂける信頼性の欠除にある。回転および往復動技
術は従来から用いられているが、分析の信頼性は連続的
に動作する機械的要素の高い損失率により規制される。

上述した問題全解決する一つの方法として、放射線が分
析されるガスを通過した後、ビームスシリツタ−により
この放射線を２つの光路に分けることが考えられる。一
方のビームは更に他の公知の試料を通過しそこでディテ
クターにより測定される。また、他方のビームは直接筒
２のディテクターにより測定される。ディテクター出力
の差異は、分析されるガスの濃度に対応する。しかしな
がら、この方法は可動部材全使用していないにもかかわ
らず、ディテクターの偏差が極端に生じ易いという問題
がある。なぜなら、２つのディテクターを用いているた
め、いずれか一方のわずかな偏差でもがス濃度の測定に
誤差が生じてしまい、その結果最適な空気／燃料比率を
達成する試みに悪影響を与える。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は
簡単かつ敏速にガスを測定できるとトモに、ディテクタ
ーの偏差を効果的にチェックすることのできるビームス
プリッタ−を用いたガス分析装置を提供することにある
。

この発明によれば、ガス分析装置は、がス通路の一側に
配置される赤外放射線の光源と、上記ガス通路の反対側
に配置される集束レンズと、上記赤外放射線が集束され
る２つのディチクタート、上記集束レンズとディテクタ
ーとの間に配置されたビームスプリッタと、上記ビーム
スプリッタ−と一方のディテクターとの間に配置される
分析されるガスの試料を収容したガス容器あるいは同等
の手段と、上記光源と各ディテクターとの間に配置され
分析されるガスによって吸収される周波数の放射線を通
過させるパント”−パスフィルタと、上記バンド−パス
フィルタに加えであるいはバンド−ｉ４スフィルタの代
５− わりに上記光源とディテクターとの間に配置され分析さ
れるガスによって吸収される周波数の放射線全除去する
手段と、全備えている。

分析されるガスによって吸収される周波数の放射線を除
去する手段は、第２のパンｐ　−ｙＥスフィルタとして
もよい。したがって、この発明の第１の実施例によれば
、ガス分析装置は、ガス通路の一側に配置される赤外放
射線の光源と、上記ガスの通路の反対側に配置される集
束レンズと、赤外放射線が集束される２つのディテクタ
ーと上記集束レンズとディテクターとの間に配置された
ビームスプリッタと、上記ビームスプリッタ−と一方の
ディテクターとの間に配置され分析されるガスの試料を
収容したがス容器あるいは同等のフィルタ手段と、上記
光源とビームスプリッタとの間に選択的に配設された２
つのバンド−７４スフイルタト、全具備し、一方のバン
ド−パスフィルタは分析されるガスによって吸収される
周波数の放射線を通過させ、他方のバンド−パスフィル
タは、分析されるガスに６− よって吸収されない周波数の放射線を通過させる。もし
必要であれば、光源から放射される赤外放射線は、時開
的に振動数が変化するように断続的に放射されてもよい
。

しかしながら、分析されるガスによって吸収される周波
数の放射線を除去する手段は、分析されるガスの試料を
収容したガス容器であることが望ましめ。したがって、
この発明の第２の実施例によれば、ガス分析装置は、が
ス通路の一側に配置される赤外放射線の光源と、上記ガ
ス通路の反対側に配置される集束レンズと、」二記赤外
放射線が集束される２つのディテクターと、上記集束レ
ンズとディテクターとの間に配置されたビームスプリッ
タ−と、分析されるガスを収容し上記ビームスシリツタ
−と一方のディテクターとの間に配置されたガス容器と
、光源と各ディテクターとの間に配置され分析されるガ
スによって吸収される周波数の放射線を通過させるパン
ドーノ？スフィルタと、分析すれるガスを収容し上記光
源とディテクターとの間に配置される第２のガス容器と
、全備えている。したがって、第２のガス容器は光源と
集束レンズとの間に配置されていてもよい。また、上記
ガス通路の光源と同一のサイドに第２の集束レンズが配
設されていることが望ましく、第２の集束１／ン；ｅは
ガス通路の反対側に位置した集束レンズ上に放射線を集
束する。

必要であれば、光源からの放射線は、その振動数が時間
的に変化するように断続的に放射されてもよい。

操作において、２つのディテクターの最初の測定の後、
上記通路内のガスは分析されるガスによって吸収される
波長の放射線を通過さぜる上記バンドーノぞスフィルク
にょシ常に監視される。そして、２つのディテクターの
出力が比較され、公知の方法によりその出力の差から上
記通路を流れるガス中の分析されるガスの濃度が計算さ
ｈる。第１のフィルタに代って、第２のバントーノヤス
フィルタが周期的に使用される６丑だ、２つのディテク
ターが分析されるガスによって更に吸収されない波長の
放射線によって放射された際、および２つのディテクタ
ーが同一程度の影響を与える光源に会った際、第２のが
ス容器が使用される。ディテクター出力の差は、ディテ
クターの偏差を表わし、その後、直ちに訂正動作が行わ
れる。

このように、この発明のがス分析装置によれば、放射線
の光路内に１つあるいはそれ以上の参照容器を反復して
挿入するという問題を２つのディテクターを使用するこ
とによって容易に避けることができるとともに、２つの
ディテクター間の値の敏速な測定が可能となる。

以下図面を参照しながらこの発明の実施例について説明
する。

図に示すように、放射線光源、例えばホットプレートあ
るいは白熱パー１が多量の一酸化炭素を含んだフリュー
がス（ｆｌｕｅ　ｇａｓ　）用の通路２の一側に配設さ
れている。通路２０光源１と同一のサイドには集束レン
ズ３が配設されており、この集束レンズは通路の反対側
に配設され９− た集束レンズ４上に放射線を集束する。集束レンで４の
後方には、バンド−パスフィルタ５が設けられ、更にそ
の後方にはビームスプリッタ＝６が配設されている。こ
のビームスプリッタ−６は、放射線の例えば５０チを一
酸化炭素の試料を収容した参照容器７に向って直すぐに
通過させ、残りの５０チをディテクター９に向って９０
°偏向させる。そして、参照容器７の後方にはディテク
ター８が配設されている。ディテクター８．９の出力は
シグナルプロセッサー１０に送られ、通路２内を流れる
ガス中の一酸化炭素の濃度が計算されるか、あるいは２
つのディテクター間の測定の度合が計算される。−酸化
炭素の濃度を計算する際、・クンドー・平スフィルタ５
は放射線の光路中に設けられ、−酸化炭素によって吸収
される波長の放射線を通過させる。

ディテクター８，９の異なった出力は公知の方法により
、−酸化炭素濃度の計算に使用される。

周期的に、−酸化炭素の試料を収容した第２のガス容器
１ノが光源１とフィルタ５との間に挿１０− 入される。第２のがス容器１ノが配置されると、−酸化
炭素によって吸収される波長の放射線の略全ては吸収さ
れ、ディテクター８．９の出力は通路２内を流れるガス
に含まれる一酸化炭素による放射線の微少（比較的）の
吸収によって影響されることがない。この状態において
、ディチクＪ−８，９の出力のわずかな差異もディテク
ターに偏差が生じていることを示し、直ちに訂正動作が
行われる。

また、ガス容器１１の代わりに、第２のバンド−・千ス
フィルタ１２を使用することもできる。

第２のバンド−パスフィルタ１２は、周Ｊｌにバンドー
ノやスフィルタ５と取如代えられる。そしてこの第２の
バンド−パスフィルタ１２は分析されるガスによって吸
収されない周波数の放射線の通過を許容する。このよう
な場合でも、上記と同様の効果が得られる。つまり、２
つのディテクターはガス通路中における放射線の吸１１
５＜Ｋよって全く影響されず、ディテクター間の出力の
差異はディテクターの偏差を示すこととなる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例に係るガス分析装置を概略的に示
す平面図である。 １・・・光源、２・・・ガス通路、３．４・・・集束レ
ンズ、５・・・パンＰ−ノぐスフィルタ、６・・・ビー
ムスシリツタ−１７・・・ガス容器、８，９・・・ディ
テクター、１θ・・・シグナルプロセラ？−１１１・・
・第２のガス容器、１２・・・第２のバンド−パスフィ
ルタ。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦手続補正書口
式） ■、事件の表示 特願昭５８−８３９７５号 ２、発明の名称 ガス分析装置 ３、補正をする者 ５、補正命命の日付 昭和５８年８月３０日 ６　補正の対象 適正な願書　　　　　　　　　、委任状およびその訳文
、図面、明細書（図面の簡単な説明の欄）７補正の内容
　％１１矛、〜９Ｊ叡 （１）添付図面に未配して示す通り、図番「第１図」を
加入する。 （２）　　明細書第１２頁第３行目にて「図ｔｄ、　Ｊ
とあるを「第１図は」と補正する。 囚 へ畷 １３９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　がス通路の一側に配置される赤外放射線の光源と
   、上記ガス通路の反対側に配置される集束レンズと、赤
   外放射線が集束される２つのディテクターと、上記集束
   レンズとディテクターとの間に配置されたビームスジリ
   ッターと、上記ビームスシリツタ−と一方のディテクタ
   ーとの間に配置され分析されるガスの試料を収容したが
   ス容器と、上記光源と各ディテクターとの間に配置され
   分析されるガスによって吸収される周波数の放射線を通
   過させるバンド−・母スフィルタト、上記パンドーノや
   スフィルタに加えであるいは上記バンド−・やスフィル
   タの代わシに上記光源とディテクターとの間に配置され
   分析されるガスによって吸収される周波数の放射線を除
   去する手段と、を具翔したがス分析装置。 ２、　上記分析されるガスによって吸収される周波数の
   放射線を除去する手段は、第２のバンド−パスフィルタ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   ガス分析装置。 ３、上記分析されるがスによって吸収される周波数の放
   射線を除去する手段は、分析されるガスの試料を収容し
   た第２のがス容器であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のがス分析装置。 ４、上記第２のガス容器は光源と集束レンズとの間に配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に
   記載のガス分析装置。 ５、上記ガス通路の光源と同じサイドに第２の集束レン
   ズが配置され、ガス通路の反対側に配置された上記集束
   レンズ上に放射線を集束することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のガス分析装置。