JPS5972048A - Absorptiometer - Google Patents

Absorptiometer

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JPS5972048A
JPS5972048A JP18317982A JP18317982A JPS5972048A JP S5972048 A JPS5972048 A JP S5972048A JP 18317982 A JP18317982 A JP 18317982A JP 18317982 A JP18317982 A JP 18317982A JP S5972048 A JPS5972048 A JP S5972048A
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cell
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light source
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優 田中
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; 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
    • G01N21/274Calibration, base line adjustment, drift correction

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Abstract

PURPOSE:To perform measurement not affected by variation of a light source including batch measurement with a simple constitution by fixing and controlling gains of a detection system at the time of detecting the zero-gas transmitting light or integrating the two-group detected values for the same hour. CONSTITUTION:The detected value of a transmission light source light detection system of a cell 21 in which zero gas is flowed through a gain control circuit 27 and a detector 23 etc. and the detected value of a light source light detection system by a detector 24, are impressed to a differential amplifier 28 and gains of the circuit 27 are controlled and fixed with the amplifier 28 in accordance with the accuracy of the amplifier 28. Further, each output of the amplifier 28 and the light source light detection system is integrated for the same hour by integrators 29, 32 which are controlled by an operation processing circuit 35 and the integration ratio is stored in the circuit 35. Next, the integration ratio is calculated by flowing a sample gas into the cell 21 fixing the gains of the circuit 27 as it is, and the difference between the stored integration ratio proportional to the concentration of gaseous component and said ratio is calculated by the circuit 35. Hereby, a simple constitution which is eliminated the need of highly accurate parts in the integrator or the operation circuit is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、測定対象成分の濃度を吸光法で測定する吸光
式分析計に関し、殊に大気中に含まれるオゾン等の極低
濃度成分の測定に好適な吸光式分析計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an absorption type analyzer that measures the concentration of a component to be measured using an absorption method, and is particularly suitable for measuring extremely low concentration components such as ozone contained in the atmosphere. Regarding the meter.

大気中に含まれるオゾン濃度を吸光法で測定する場合、
例れば0.IPPMのオゾンにおいては通過光量の0.
1%程吸光するにすぎないのに対し、光源は、0.1%
程f動する。このため、通常の吸光法による測定ではオ
ゾン濃度の測定は不可能である。
When measuring the ozone concentration in the atmosphere using absorption method,
For example, 0. In IPPM ozone, the amount of transmitted light is 0.
While the light absorbs only about 1%, the light source absorbs only 0.1%.
It moves about f. For this reason, it is impossible to measure ozone concentration using normal absorption methods.

このような光源の変動を除去して、オゾン濃度の測定を
可能ならしめるものとして従来は特開昭51−2917
6号公報に記載された測定回路がある。この回路は、原
理的には4fj1図に示すように測定セル1を通過した
光を検出する検出器2と、光源3からの光を直接検出す
る検出器4と、各検出器2,4の検出信号をV−F変換
するV−F変換器5.6と、各変換65,6より出力さ
れるパルス信号をカウントするアップダウンカウンタ7
゜8とから成っている。この回路の使用法は、測定に先
って、まず測定セル1にゼロガスを入れる。
Japanese Patent Laid-Open No. 51-2917 has been developed as a method to eliminate such fluctuations in the light source and make it possible to measure ozone concentration.
There is a measurement circuit described in Publication No. 6. In principle, this circuit consists of a detector 2 that detects the light that has passed through the measurement cell 1, a detector 4 that directly detects the light from the light source 3, and each of the detectors 2 and 4 as shown in Figure 4fj1. A V-F converter 5.6 that performs V-F conversion of the detection signal, and an up/down counter 7 that counts the pulse signals output from each conversion 65, 6.
It consists of ゜8. How to use this circuit is to first fill the measuring cell 1 with zero gas prior to measurement.

この状態で各検出器2,4からV−F変換器5゜6を経
て得るパルス信号をカウントアツプする。
In this state, pulse signals obtained from each of the detectors 2 and 4 via the V-F converters 5 and 6 are counted up.

アップダウンカウンタ7のカウント値(第2図中の折れ
線7′、尚、同図中、8′はアップダウンカウンタ8の
カウント値を示す。)が一定値例えばKに達したとき両
カウンタ7.8のカウントを停止させる。
When the count value of the up-down counter 7 (line 7' in FIG. 2, 8' indicates the count value of the up-down counter 8) reaches a certain value, for example K, both counters 7. Stop the count of 8.

次に、測定セル1に測定ガスを入れ、この状態における
V−Ff換器5,6より発するパルス信号をアップダウ
ンカウンタ7.8に加え、前回のカウント値からダウン
カウントさせる。そして、アップダウンカウンタ8のカ
ウント値が零になったときをもって両カウンタ7.8の
カウントを停止させる。このカウント停止時におけるア
ップダウンカウンタ7のカウント値V(第2図参照)が
出力データとなる。この場合、測定セルlのセル長を1
1ガス濃度をx1吸光係敢をCとすればカウント値Vは
v=Kclxとなる。
Next, a measurement gas is put into the measurement cell 1, and the pulse signals emitted from the V-Ff converters 5 and 6 in this state are applied to the up/down counter 7.8 to count down from the previous count value. Then, when the count value of the up/down counter 8 becomes zero, the counting of both counters 7.8 is stopped. The count value V (see FIG. 2) of the up/down counter 7 at the time of this counting stop becomes output data. In this case, the cell length of measurement cell l is set to 1
If 1 gas concentration is x1 and the absorption coefficient is C, then the count value V becomes v=Kclx.

この従来手段においては、以上の如く光量が一定値に達
するまで積算するという方式をとっているので、光源変
効の影響は除去される。従って、オゾン等低濃度成分の
正確な測定が可能となるのである。
In this conventional means, as described above, the amount of light is integrated until it reaches a constant value, so the influence of light source modification is eliminated. Therefore, it is possible to accurately measure low concentration components such as ozone.

しかし乍ら、この従来手段において、低濃度成分の測定
を実際に可能ならしめるためには、2台のV−F変換器
がともに前記濃度に相当するオーダーの精度をもち、ま
た2台のアップダウンカウンタともそのオーダーまでの
カウントができるものでなければならず、そのために装
置が非常に高価につくという欠点をもつ。たとえば、I
PPMのオゾンを0.1%の精度で測定しようとすれば
、光源光量をlo−6の精度で測定しなければならず、
必然的にV−F変換器にはlo−6のオーダーもの精度
が要求されるし、アップダウンカウンタは6桁もの計数
ができるものが必要となる。
However, in order to make it actually possible to measure low-concentration components using this conventional means, it is necessary that both of the two V-F converters have an accuracy of the order corresponding to the concentration, and that the two The down counter must also be able to count up to the order of magnitude, which has the disadvantage that the device is very expensive. For example, I
In order to measure PPM ozone with an accuracy of 0.1%, the amount of light from the light source must be measured with an accuracy of lo-6,
Naturally, the V-F converter is required to have an accuracy on the order of lo-6, and the up/down counter is required to be capable of counting as many as 6 digits.

加えて、この従来手段では、光量の積算値が一定値に達
するまで測定信号を積算するという方式をとっており基
準側及び測定側が共に連続的に指示がでる連続信号の測
定には使用できるが、測定側のみピーク値として指示が
でる場合には使用できないという欠点がある。なぜなら
従来手段は測定信号にも、光源の直接光を検出する検出
器の信号にも、光量の変動が同様にあられれているから
結果的に光源の変動による影響を相殺することができる
のである。
In addition, this conventional method uses a method of integrating the measurement signal until the integrated value of the light amount reaches a certain value, and can be used to measure continuous signals where both the reference side and the measurement side continuously receive instructions. However, it has the disadvantage that it cannot be used when the peak value is indicated only on the measurement side. This is because with conventional means, fluctuations in the amount of light occur in both the measurement signal and the signal from the detector that detects the direct light from the light source, and as a result, the effects of fluctuations in the light source can be canceled out. .

しかしながら、固体試料を燃焼しガス化して吸光分析計
で分析する場合等、測定信号が短周期の単発パルスとし
てあられれるものの測定が必要とされる場合も少なくな
く、バッチ測定も0T能であることの必要性は高い。
However, in many cases, such as when burning and gasifying a solid sample and analyzing it with an absorption spectrometer, it is necessary to measure signals that appear as short-period, single-shot pulses, and batch measurements also require 0T capability. The need for this is high.

本発明はこのような点にあって、積算器等の使用機器に
精度や表示桁数のあまり高くない安価なものが使用でき
、それでいてオゾン等濃度の測定対象成分を光源の変動
等の影響を受けることなく測定でき、また更にバッチ測
定に対しても使用できるという優れた吸光式分析計を提
供するものである。
In view of these points, the present invention allows the use of inexpensive equipment such as an integrator that does not have very high accuracy or the number of display digits, and yet allows the measurement of components to be measured such as ozone concentration without being affected by fluctuations in the light source. The present invention provides an excellent absorption spectrometer that can be used for batch measurements.

而して、本発明は、光源と2個の光検出器と、光源から
光検出器までの光路中に配置された少くとも1個のセル
とを有し、該セルに比較又は測定試料の内一方の試料を
流す第1の工程と、前記セルに他方の試料を流す第2の
工程とを経て測定対象成分を分析する吸光分析計におい
て、第1の光検出器にて検出された信号のゲインをコン
トロールするゲインコントロール回路と、該コントロー
ル回路を1fflす、ゲインをコントロールされた信号
と、第2の光検出器にて検出された信号との差を増幅す
る差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号を積算する第
1の積算器と、前記第2の光検出器の信号を積算する第
2の積算器と、これら積算器の出力を演算処理する演算
処理回路とを備え、前記第1の工程においては、第]の
光検出器からの信号と、第2の光検出器からの信号とが
所定の精度で等しくなるように前記ゲインコントロール
1.01路のゲインを調整し、同定した後、該固定され
たゲインで、差動増幅器より発する信号を第1の積算器
で一定時間積算すると共に、この積算と同時に同一時間
第2の積算器にも積算を行なわせ、第2の工程において
は、ゲインコントロール回路のゲインを第1の工程で調
整されたゲインに固定した状態で差動増幅器から発する
信号を第1の積算器で、文集2の光検出器の信号を第2
の積算器で夫々同時にかつ第1の工程におけると同一時
間積算し、演算処理回路で第1の工程における2つの積
算器の積算値の比と第2の工程における2つの積算器の
積算値の比との差を求めるようにしたことを要旨として
いる。ここで、セルを光源から検出器までの光路中に配
置する態様としては、光源から1つの検出器までの光路
中にのみ配置するシングルセル方式と、光源から2つの
検出器までの2つの光路中に各別のセルを配置するダブ
ルセル方式とがある。シングルセル方式の場合、当該セ
ルは光源から第1の検出器までの光路若しくは第2の検
出器までの光路のいずれの光路中に配置しても実施する
ことができる。そして、シングルセル方式の場合、@1
の工程においては、該セルにゼロガスが流され、第2の
工程においては試料ガスが流される。一方、ダブルセル
方式の場合、一方のセルにはゼロガスを絶えず流し、他
方のセルには第1の工程においてゼロガスを、第2の工
程において試料ガスを流す方法と、第1の工程において
一方のセルにゼロガスを他方のセルに試料ガスを流し、
第2の工程において、ガスの流れを切換えて一方のセル
に試料ガスを、他方のセルにゼロガスを流す方法との2
つの方法を採ることができる。また、これらのダブルセ
ル方式で使用するゼロガスは、試料ガスをゼロガス精製
器に加えて測定対象成分のみ除去した(干渉成分はその
まま残存している)ガスを用いることが望ましい。これ
らいずれのセル配置方式によっても本発明を実施できる
ものである。
Accordingly, the present invention includes a light source, two photodetectors, and at least one cell disposed in the optical path from the light source to the photodetector, and a sample for comparison or measurement is placed in the cell. A signal detected by a first photodetector in an absorption spectrometer that analyzes a component to be measured through a first step of flowing one of the samples and a second step of flowing the other sample into the cell. a gain control circuit that controls the gain of the control circuit; a differential amplifier that amplifies the difference between the gain-controlled signal that controls the control circuit by 1ffl; and the signal detected by the second photodetector; a first integrator that integrates the output signal of the dynamic amplifier, a second integrator that integrates the signal of the second photodetector, and an arithmetic processing circuit that performs arithmetic processing on the outputs of these integrator; In the first step, the gain of the gain control path 1.01 is adjusted so that the signal from the first photodetector and the signal from the second photodetector are equal with a predetermined accuracy. , is identified, with the fixed gain, the first integrator integrates the signal emitted from the differential amplifier for a certain period of time, and at the same time as this integration, the second integrator also performs integration for the same period of time. In the second step, with the gain of the gain control circuit fixed at the gain adjusted in the first step, the signal emitted from the differential amplifier is used in the first integrator, and the signal from the photodetector in Collection 2 is sent to the first integrator. 2
The arithmetic processing circuit calculates the ratio of the integrated values of the two integrators in the first step and the integrated value of the two integrators in the second step. The gist is to find the difference between the ratio and the ratio. Here, the modes in which cells are placed in the optical path from the light source to the detector include the single cell method in which the cells are placed only in the optical path from the light source to one detector, and the two optical paths from the light source to two detectors. There is a double cell method in which separate cells are placed inside each cell. In the case of a single cell system, the cell can be placed in either the optical path from the light source to the first detector or the optical path to the second detector. And in case of single cell system, @1
In the step, zero gas is flowed through the cell, and in the second step, sample gas is flowed through the cell. On the other hand, in the case of a double cell method, one cell is constantly supplied with zero gas, the other is supplied with zero gas in the first step, and the sample gas is supplied with the second step; Flow the zero gas into the other cell and the sample gas into the other cell.
In the second step, there are two methods: switching the gas flow to flow the sample gas into one cell and the zero gas into the other cell.
Two methods can be used. Further, as the zero gas used in these double cell systems, it is desirable to use a gas obtained by adding the sample gas to a zero gas purifier to remove only the components to be measured (interfering components remain as they are). The present invention can be implemented using any of these cell arrangement methods.

以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

4fJ3図は、1個のセル21が光源22と第1の光検
出器23との間に配置されたシングルセル方式に本発明
を適用した例を示し、図中24は第2の光検出器、25
.26はプリアンプ、27はゲインコントロール回路、
28は差動増幅器、29は差動増幅器2Bの出力信号を
積算する第1の積算器で、V−Fコンバータ30とカウ
ンタ31とから構成されている。32は第2の光検出器
24の信号を積算する@2の積算器で、第1の積算器と
同じ(、V−Fコンバータ33とカウンタ34とから構
成されている。35は前記2つの演算器29.32の出
力を演算処理する演算処理回路である。この回路35は
マイクロコンピュータ等で構成することにより、上記演
算処理の他に各カウンタ31.34のカウントスタート
、ストップ制御、リセットを行なうようにしている。カ
ウントスタート、ストップは各カウンタ31.34とも
同時に行なわれ、またカウントスタートからストップま
での時間は一定時間に設定されている。この時間は演算
処理回路35を操作することにより変更できる。36は
演算処理回路35の出力をホールドするサンプルホール
ド回路である。
Figure 4fJ3 shows an example in which the present invention is applied to a single cell system in which one cell 21 is placed between a light source 22 and a first photodetector 23, and 24 in the figure is a second photodetector. , 25
.. 26 is a preamplifier, 27 is a gain control circuit,
28 is a differential amplifier, 29 is a first integrator for integrating the output signal of the differential amplifier 2B, and is composed of a V-F converter 30 and a counter 31. 32 is a @2 integrator that integrates the signal of the second photodetector 24, which is the same as the first integrator (consisting of a V-F converter 33 and a counter 34; 35 is a This is an arithmetic processing circuit that performs arithmetic processing on the outputs of the arithmetic units 29 and 32. This circuit 35 is configured with a microcomputer, etc., so that in addition to the above arithmetic processing, it also performs count start, stop control, and reset of each counter 31.34. Counting start and stop are performed at the same time for each counter 31 and 34, and the time from counting start to stop is set to a fixed time.This time can be determined by operating the arithmetic processing circuit 35. 36 is a sample hold circuit that holds the output of the arithmetic processing circuit 35.

上記構成において第1の工程は次のように遂行される。In the above configuration, the first step is performed as follows.

先ずセル21にゼロガスを流す。このとき、第1の検出
器23からゲインコントロール回@27を通じて得られ
た信号■0と第2の検出器z4からプリアンプ26を通
じて得られた信号JOとの差を差動増幅器28で増幅し
、両信号Io。
First, zero gas is flowed into the cell 21. At this time, the difference between the signal 0 obtained from the first detector 23 through the gain control circuit @27 and the signal JO obtained from the second detector z4 through the preamplifier 26 is amplified by the differential amplifier 28, Both signals Io.

JoO値が所定の精度まで等しくなるように差動増幅器
28の出力信号によってゲインコントロール回路27の
ゲインが調整され、そのゲインに固定される。ここで所
定の精度としては、例えば、1O−6のオーダーの精度
で測定しようとする場合であればlo−3のオーダーの
精度が適当である。
The gain of the gain control circuit 27 is adjusted by the output signal of the differential amplifier 28 so that the JoO values are equal to a predetermined accuracy, and is fixed at that gain. Here, as the predetermined accuracy, if measurement is to be performed with an accuracy on the order of 10-6, for example, an accuracy on the order of lo-3 is appropriate.

ゲインコントロール回路27のゲインがこのオーダーで
調整されれば、両信号1o、Joは10−3のオーダー
までは一致することとなる。しかし、そのオーダーより
も高いオーダ一つまり10−4〜1O−6のオーダーの
範囲では両信号は一致しているとはいえない。従って差
動増幅器28の出力に両信号Io、Joの差である。、
  till−’ 〜10−6までのオーダーの一致し
ていない範囲の信号があられれる。但し、差動増幅器2
8の増幅率は通常1000倍敗いはそれ以上高いため、
両信号1o。
If the gain of the gain control circuit 27 is adjusted in this order, both signals 1o and Jo will match up to the order of 10-3. However, the two signals cannot be said to match in the range of orders higher than that, that is, orders of 10-4 to 10-6. Therefore, the output of the differential amplifier 28 is the difference between the two signals Io and Jo. ,
A range of unmatched signals of the order of till-' to 10-6 is obtained. However, differential amplifier 2
The amplification rate of 8 is usually higher than 1000 times, so
Both signals 1o.

Joの差の信号値はもとの信号Io、Joと同程度の大
きさまで増幅されている。
The signal value of the difference between Jo is amplified to the same magnitude as the original signals Io and Jo.

カくシてゲインコントロール回路27のゲインが固定さ
れると、演算処理回路35がスタート信号を発し、2つ
の積算器29.32のカウンタ31゜34を同時にスタ
ートさせる。カウンタ31は差動増幅器28の出力信号
を、カウンタ34は第2の光検出器24の信号を夫々カ
ウントする。カウントスタート時からある一定時間が経
過すると、演算処理回路35からストップ信号が発せら
れ、両カウンタ31.34はカウントストップする。
Once the gain of the gain control circuit 27 is fixed, the arithmetic processing circuit 35 issues a start signal to start the counters 31 and 34 of the two integrator 29 and 32 simultaneously. The counter 31 counts the output signal of the differential amplifier 28, and the counter 34 counts the signal of the second photodetector 24. When a certain period of time has elapsed from the start of counting, a stop signal is issued from the arithmetic processing circuit 35, and both counters 31 and 34 stop counting.

このときの両カウンタのカウント値は演算処理回路に出
力される。カウンタ31の出力を島7、カウンタ34の
出力をD21とすると、演算処理回路35は両カウント
値の比D11/T)2.を求め、その値を記憶する。以
上で第1の工程を終了する。この工程の終了後、142
の工程の開始前にカウンタ31゜34はリセットされる
The count values of both counters at this time are output to the arithmetic processing circuit. Letting the output of the counter 31 be 7 and the output of the counter 34 be D21, the arithmetic processing circuit 35 calculates the ratio D11/T)2 of both count values. Find the value and memorize it. This completes the first step. After completing this process, 142
The counters 31 and 34 are reset before the start of the process.

$2の工程においては、セル21内にゼロガスに代えて
試料ガスが流される。この試料ガスを通過した光は$1
の検出器23で検出され、第4の工程で調整固定された
ゲインのゲインコントロール回路27を経て差動増幅器
28に加えられる。
In step $2, sample gas is flowed into the cell 21 instead of zero gas. The light passing through this sample gas is $1
The signal is detected by the detector 23, and is applied to the differential amplifier 28 through the gain control circuit 27 whose gain is adjusted and fixed in the fourth step.

差動増幅器28には光源22の光を直接検出した信号I
/ Oが加えられているので、この信号J O/と前記
ゲインコントロール回路27を通過した信号11との差
の信号が増幅されて差動増幅器28の出力にあられれる
。カウンタ31はスタート信号によって差動増幅器28
の出力信号をカウントするが、カウンタ31のスタート
・ストップは第1の工程におけると同様、他方のカウン
タ34と同時に行なわれ、かつカウント時間も第1の工
程における時間と同じに設定される。かくて、両カウン
タ31,34がカウントストップするとその時点でのカ
ウント値が演算処理回路35に入力される。
The differential amplifier 28 receives a signal I that directly detects the light from the light source 22.
Since /O is added, the difference signal between this signal JO/ and the signal 11 that has passed through the gain control circuit 27 is amplified and sent to the output of the differential amplifier 28. The counter 31 is connected to the differential amplifier 28 by the start signal.
As in the first step, the counter 31 is started and stopped simultaneously with the other counter 34, and the counting time is also set to be the same as the time in the first step. Thus, when both counters 31 and 34 stop counting, the count values at that time are input to the arithmetic processing circuit 35.

カウンタ31のカウント値をDit、カウンタ34のカ
ウント値をDoとすると演算処理回路35は、両カウン
ト値の比Dv / D22を求め、この比を第1の工程
終了時に求めた比Do / Dztから減算する。
When the count value of the counter 31 is Dit and the count value of the counter 34 is Do, the arithmetic processing circuit 35 calculates the ratio Dv / D22 of both count values, and calculates this ratio from the ratio Do / Dzt calculated at the end of the first step. Subtract.

減算値は、 c;、 = D++ / D、、   ” /Dtzで
あられされ、この値はサンプルホールド回路36にホー
ルドされ、出力データとして出力される。この出力デー
タが求めようとする測定対象成分の濃度を示す。出力デ
ータが測定対象成分の濃度を示す理由は、冒頭に述べた
積算値固定方式の吸光分析計と対比すれば明らかである
。即ち、積算値固定方式は、第2の光検出器で検出され
る光源光量の積算値が一定値に達するまで第1の光検出
器で測定セルの透過光を検出し、積算するもので、これ
は結果的には測定セルの透過光の積算値を光源光量の積
算値で除すという除算を行なっているものである。従っ
て、Du / D21. DI27Dnという比を求め
る本発明構成も基本的には従来手段と等価なのである。
The subtracted value is c;, = D++ / D, , " / Dtz, and this value is held in the sample and hold circuit 36 and output as output data. This output data is the value of the component to be measured. The reason why the output data indicates the concentration of the component to be measured becomes clear if you compare it with the absorption spectrometer that uses the integrated value fixed method mentioned at the beginning.In other words, the integrated value fixed method uses the second light detection The first photodetector detects and integrates the transmitted light of the measurement cell until the integrated value of the amount of light source light detected by the device reaches a certain value, and this results in the integration of the transmitted light of the measurement cell. This method performs division by dividing the value by the integrated value of the amount of light from the light source.Therefore, the configuration of the present invention for determining the ratio Du/D21.DI27Dn is also basically equivalent to the conventional means.

よってD1〆’Do  D+V/D22を演算すること
により、測定対象成分の濃度を求めることができるので
ある。ただ、本発明構成は積算値固定方式でなく、積算
時間を一定時間に固定する方式をとっているので、従来
手段と異なり、バッチ測定にも使用することができるの
である。第4図に第1、第2の工程におけるカウンタ3
1゜34及び演算処理回路の動作を示す。
Therefore, by calculating D1〆'Do D+V/D22, the concentration of the component to be measured can be determined. However, the configuration of the present invention does not use a method of fixing the integrated value, but uses a method of fixing the integrated time to a constant time, so unlike conventional means, it can also be used for batch measurements. Figure 4 shows the counter 3 in the first and second steps.
1.34 and the operation of the arithmetic processing circuit.

更に加えて、本発明構成においては、第1の検出器側と
第2の検出器側の信号とは所定(1o−’のオーダー)
の精度までは一致するようにゲインコントロール回路2
7のゲインが調整され、そのゲインが第11第2の工程
の間(この期間を1サイクルという。)は固定されてい
るので、積算器29を構成するV−Fコンバータ3Q、
カウンタ31は、ゲインコントロール回路27で−1り
し得なかった或いは一致しているという保障のないオー
ター (t o−’〜t o −6) li!:ツイテ
V−F変換し、カウントすることを保障できればよく、
そのためV−Fコンバータの精度は測定に要求される精
度(io  ’)をゲインコントロール回路27の精度
(lo  ’)で除して求められる精度で足るし、カウ
ンタ31の桁数はV−Fコンバータ3oに要求される精
度の指数値に等しい桁数(3桁)で足りることになる。
Additionally, in the configuration of the present invention, the signals on the first detector side and the second detector side are predetermined (on the order of 1o-').
The gain control circuit 2 is adjusted to match the accuracy of
7 is adjusted and the gain is fixed during the 11th and 2nd steps (this period is referred to as 1 cycle), so the V-F converter 3Q that constitutes the integrator 29
The counter 31 cannot be set to -1 by the gain control circuit 27, or there is no guarantee that they will match. : It is enough if you can guarantee that the tweet will be converted to V-F and counted.
Therefore, the accuracy of the V-F converter is sufficient as the accuracy obtained by dividing the accuracy (io') required for measurement by the accuracy (lo') of the gain control circuit 27, and the number of digits of the counter 31 is The number of digits (3 digits) equal to the exponent value of precision required for 3o is sufficient.

このため従来手段に比して、入手容易な部品で安価に構
成できるのである。
Therefore, compared to conventional means, it can be constructed at a lower cost using easily available parts.

尚、既述した如く本発明はシングルセル方式だけでなく
、第5図に示すように光源22から2つの検出器23.
24に至る2つの光路中にセル21゜32を設けたダブ
ルセル方式に適用することもできる。この場合、セル3
2にはゼロガスを流し、セル21には第1の工程ではゼ
ロガスを、第2の工程では試料ガスを流すようにすれば
よい。こめとき、ゼロガスは試料ガスをゼロガス精製品
を通して得た、干渉成分を含んでいるものを用いるのが
望ましい。このダブルセル方式においても、シングルセ
ル方式においても、シングルセル方式の場合と同様、D
o/ D21− DI2/ D2□の演算を行なうこと
により測定対象成分の濃度を測定することができる。特
にこの方式では、干渉成分ガスの影響が相殺されるので
その杉蕃が出力にあられれないという利点がある。
As mentioned above, the present invention is applicable not only to the single cell system but also to the system using the light source 22 and the two detectors 23 .
It can also be applied to a double cell system in which the cells 21 and 32 are provided in two optical paths leading to the cell 24. In this case, cell 3
Zero gas may be allowed to flow through cell 21 in the first step and sample gas may be allowed to flow in the second step. At this time, it is desirable to use a zero gas obtained by passing the sample gas through a zero gas purification product and containing interference components. In this double cell system as well as in the single cell system, the D
By calculating o/D21-DI2/D2□, the concentration of the component to be measured can be measured. Particularly, this method has the advantage that the influence of the interfering component gas is canceled out, so that the influence of the interfering component gas is not affected by the output.

また、上記と同様なダブルセル構成において、′fJ1
の工程では−”方のセル21に試料ガスを他方のセル3
2にゼロガスを、第2の工程では一方のセル21にゼロ
ガスを、他方のセル32に試料ガスを流すといういわゆ
るクロスフロ一方式に本発明を適用することもできる。
In addition, in a double cell configuration similar to the above, 'fJ1
In the process, the sample gas is transferred to the cell 21 on the side “−” and the sample gas is transferred to the cell 3 on the other side.
The present invention can also be applied to a so-called cross-flow method in which zero gas is supplied to one cell 21 and sample gas is supplied to the other cell 32 in the second step.

この場合は出力が2倍となるというクロスフロ一方式の
特徴が発揮され、より高精度な測定が一’TEとなる。
In this case, the characteristic of the crossflow one-sided method is exhibited, that is, the output is doubled, and the measurement becomes more accurate at 1'TE.

更に詳細な説明は省略するが、シングルセル方式におい
て第3図の構成とは逆にセル21を光源αつ 22と第2の検出器24との間に設けても、第3図の構
成と略々同様な測定が可能である。
Although a more detailed explanation will be omitted, even if the cell 21 is provided between the light source α 22 and the second detector 24 in the single cell system, contrary to the configuration shown in FIG. 3, the configuration shown in FIG. Almost similar measurements are possible.

本発明に係る吸光分析計は以上説明した如く構成したの
で次のような効果がある。
Since the absorption spectrometer according to the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

■ ゲインコントロール回路によってvJlの検出器側
と第2検出器側の信号を所定の精度まで等しく調整固定
するものであるから、低濃度成分を高精度に測定できる
ものでありながら、第1の積算器として使用する機器を
一般に入手し易い低精度のものを採用することができる
。また同様の理由から演算処理回路も比較的低精度のも
のを採用することができる。従って装置全体を安価に構
成することができる。
■ Since the gain control circuit adjusts and fixes the vJl detector side and second detector side signals equally to a predetermined precision, it is possible to measure low concentration components with high precision, but the first integration It is possible to use a low-precision device that is generally easily available. Furthermore, for the same reason, a relatively low-precision arithmetic processing circuit can be used. Therefore, the entire device can be constructed at low cost.

■ 第11第2の積算器を一定時間積算するという積算
時間固定方式を採っているので、バッチ測定にも使用で
き、広範囲な測定対象の分析が可能となる。
(11) Since it adopts a fixed integration time method in which the second integrator integrates for a certain period of time, it can also be used for batch measurements, making it possible to analyze a wide range of measurement targets.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の吸光式分析計の原理的な回路図、第2図
は第1図の回路の測定動作を説明する図、第3図は本発
明の一実施例を示す全体回路図、第4図は第3図の回路
の測定動作を説明する図、第5図は本発明の適用可能な
セル方式を示す図である。 21.32・・・セル、22・・・光源、23・・・第
1の検出器、24・・第2の検出器、27・・・ゲイン
コントロール回路、28・・・差動増1隔器、29・・
第1の積算器、32・・・第2の積算器、35・・・演
算処理回路。
FIG. 1 is a basic circuit diagram of a conventional absorption analyzer, FIG. 2 is a diagram explaining the measurement operation of the circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is an overall circuit diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram explaining the measurement operation of the circuit of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing a cell system to which the present invention can be applied. 21.32...Cell, 22...Light source, 23...First detector, 24...Second detector, 27...Gain control circuit, 28...Differential gain 1 interval Vessel, 29...
First integrator, 32... second integrator, 35... arithmetic processing circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 光源と、2個の光検出器と、光源から光検出器までの光
路中に配置された少くとも1個のセルとを有し、該セル
に比較又は測定試料の内一方の試料を流す第1の工程と
、前記セルに他方の試料を流す第2の工程とを経て測定
対象成分を分析する吸光分析計において、 第1の光検出器にて検出された信号のゲインをコントロ
ールするゲインコントロール回路ト、該コントロール回
路を通り、ゲインをコントロールされた信号と、第2の
光検出器にて検出された信号との差を増幅する差動増幅
器と、該差動増幅器の出力信号を積算する第]の積算器
と、前記@2の光検出器の信号を積算する第2の積算器
と、これら積算器の出力を演算処理する演算処理回路と
を備え、 前記第1の工程においては、第1の光検出器からの信号
と、第2の光検出器からの信号とが所定の精度で等しく
なるように前記ゲインコントロール回路のゲインを調整
し、固定した後、該固定されたゲインで、差動増幅器よ
り発する信号を第1の積算器で一定時間積算すると共に
、この積算と同時に同一時闇第2の積算器にも積算を行
なわせ、第2の工程においては、ゲインコントロール回
路のゲインを第1の工程で調整されたゲインに固定した
状態で差動増幅器から発する信号を第1の積算器で、文
集2の光検出器の信号を第2の積算器で夫々同時にかつ
第1の工程におけると同一時間積算し、演算処理回路で
第1の工程における2つの積算器の積算値の比と第2の
工程における2つの積算器の積算値の比との差を求める
ようにしたことを特徴とする吸光分析計。
[Scope of Claims] It has a light source, two photodetectors, and at least one cell disposed in the optical path from the light source to the photodetector, and the cell includes a sample for comparison or measurement. In an absorption spectrometer that analyzes a component to be measured through a first step of flowing one sample and a second step of flowing the other sample through the cell, the signal detected by the first photodetector is a gain control circuit for controlling gain; a differential amplifier for amplifying the difference between the gain-controlled signal passing through the control circuit and the signal detected by the second photodetector; and the differential amplifier. a second integrator that integrates the signals of the photodetector @2, and an arithmetic processing circuit that performs arithmetic processing on the outputs of these integrator; In step 1, after adjusting and fixing the gain of the gain control circuit so that the signal from the first photodetector and the signal from the second photodetector are equal with a predetermined accuracy, With the fixed gain, the first integrator integrates the signal emitted from the differential amplifier for a certain period of time, and at the same time, the second integrator is also integrated, and in the second step, With the gain of the gain control circuit fixed at the gain adjusted in the first step, the signal emitted from the differential amplifier is sent to the first integrator, and the signal from the photodetector in Collection 2 is sent to the second integrator. The arithmetic processing circuit calculates the ratio of the integrated values of the two integrators in the first step and the ratio of the integrated values of the two integrators in the second step. An absorption spectrometer characterized by determining the difference.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6183941A (en) * 1984-10-02 1986-04-28 Fujitsu Ten Ltd Rain drops detector
JPH03131741A (en) * 1989-10-18 1991-06-05 Toyota Autom Loom Works Ltd Ozone concentration measuring instrument
US7913547B2 (en) 2006-04-06 2011-03-29 Oppama Industry Co., Ltd. Engine rotating meter

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