JPS61184443A - 赤外線ガス分析計 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、たとえばプロセス系などで使用される赤外
線領域におけるガス分子の赤外吸収の強さによりガス濃
度を測定する非分散型赤外線ガス分析計に関し、とくに
その測定セル長を可変する構造に関する。

（ロ）従来技術 一般に単光源、単光束の非分散型赤外線ガス分析計は、
セル内に導入された試料ガス中の測定ガス成分により特
定のスペクトル領域の赤外線がガス濃度に比例して吸収
されてその強度が減衰されることにより、ガス濃度の測
定を連続的におこなうものであります。そして第５図に
示すように、光源（ａｌと検出器（ｂｌとが対向して設
けられ、その間にセル（Ｃ１が配置され、さらに検出器
（ｂ）とセル（Ｃ）との間には２つの光学フィルタｆｄ
）　ｔｅｌを備えるセクタ（［１がモータ（ｇｌにて回
転されるように構成されている。２つの光学フィルタ（
ｄ）　（ｅ）はそれぞれ、セル内に導入されるガスの測
定成分の赤外線吸収帯を通すフィルタと試料ガスにおい
て光吸収の全（ない波長の赤外線吸収帯を通すフィルタ
である。そしてこの分析計ではセクタ（ｆ）をモータ（
ｇ）により回転させて、それぞれの光学フィルタ（ｄ）
　＜１１！ｌの透過光の強度の差からガス濃度を検出す
るものである。

しかしながら、上記の構造を有する赤外線ガス分析計で
は、セクタ（ｆ）を回転させるためのスペースが必要と
なり、また測定セル長は測定濃度範囲に最も適した長さ
を選択する必要もあるため、分析計が大型になるもので
あった。また、測定濃度範囲を大きく変更する場合には
、測定セルの長さを変更しなければならず一台の分析計
で高濃度から低濃度まで測定するのが困難であった。

（ハ）目的 この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、測定セ
ル長が可変できるため測定ガスの濃度測定範囲を拡大す
ることができるとともに、セル長変調により測定がおこ
なえるのでセクタを省略できるためにコンパクトで安定
性のよい赤外線ガス分析計を提供しようとするものであ
る。

（ニ）構成 そしてこの発明においては、赤外線を透過しうる透光部
を有する移動体をセル内部に設け、セル外部に設ける手
動棒駆動手段によって移動体を滑動させて測定セル長を
可変できる構成としたもので、そのさらに詳しい構成は
、対向して配置される光源と検出器との間にセルを備え
る赤外線ガス分析計において、セル内部を部分する赤外
線を透過する透光部が設けられる移動体を滑動可能にセ
ル内部に設けるとともに、移動体を滑動させる複数の移
動体駆動手段をセル外部に設けることを特徴とする赤外
線ガス分析計である。

（ホ）実施例 以下この発明の実施例を図面にて詳述するが、この発明
が以下の実施例に限定されるものではない。

第１図において、（１）は光源で、セル（２）の−万端
外側にセル（２）内部に赤外線を照射する方向に固定さ
れている。セル（２）はたとえばアルミニウムなどの金
属型で、−万端の光源（１）に対向する部分には透光物
質による窓（２２）が、試料ガス取入口（３）と試料ガ
ス取出口（４）とに挟まれて設けられる。（５）は検出
器で、たとえば半導体センサなどを用い、特定の波長の
赤外線を検出して信号を出力するもので、セル（２）の
他方端外側に光学フィルタ（６）を挟んで光源（１）に
その検出面を対向させて設けられる。またセル（２）の
他方端には窓（２２）と同様に窓（２３）が、比較ガス
取入口（７）は比較ガス取出口（８）とに挟まれて設け
られる。（９）は移動体で、たとえば磁性体であり赤外
線を透過する透光部−が設けられてセル（２）内部を試
料セル（２ａ）と比較セル（２ｂ）とに部分して、かつ
滑動可能に設けられる。移動体（９）は試料セル（２ａ
）と比較セル（２ｂ）とを気密に分離する必要があるの
で、セル（２）の内壁と接する部分にはシールがほどこ
されている。（１１）　（１２）は移動体駆動手段で、
たとえばセル（２）外部に巻回して設けられる巻線で、
間隔をあけて２個設けられる。そして光源（１１、検出
器（５）および移動体駆動手段（１１）　（１２）が、
それぞれの作動を制御する制御手段（図示しない）に電
気的に接続されて赤外線ガス分析計が構成される。

つづいてこの実施例の動作について説明する。

まず試料ガスが試料ガス取入口（３）から、測定ガスの
存在しないゼロガスたとえば不活性ガス（Ｎ２など）が
比較ガス取入口（７）からそれぞれセル（２）へ流入さ
れる。それぞれのガスがセル（２）内へ流入されたとこ
ろで、それぞれの移動体駆動手段（１１）（１２）に交
互に電流が流されると、セル（２）内部の移動体（９）
が移動体駆動手段（１１）と移動体駆動手段（１２）と
の間で往復運動をおこなう。この時試料ガス中に測定ガ
スが存在しなければ、検出器（５）の出力信号は全く変
化が発生せず一定である。これに対し試料ガス中に測定
ガスが存在した場合には、移動体（９）の往復運動に対
応して検出器（５）の出力信号はその信号レベルが交互
に変化し、この出力信号の変化分から測定ガスの濃度が
検出できるものである。

つぎにこの発明の他実施例について第２図にて説明する
。

この実施例では、セル（２）の外部に４個の移動体駆動
手段（１３）　（１４）　（１５）　（１６）を設ける
ものである。

そしてそれぞれの移動体駆動手段（１３）　（１４）　
（１５）（１６）に順次電流を流すことによって、移動
体（９）は第２図中のＡ　−Ｂ　−Ｃ”−Ｄ　−Ｂ　−
Ｃ→Ａの位置に滑動し、長尺のセル（２）においても一
定周期で測定セル長を可変するセル長変調が可能となる
。またコノ場合、ＡＢ間、ＡＢＣ間、ＡＢＣＤ間の３種
類のセル長変調が可能であり、どの移動体駆動手段を使
用するかによって測定セル長が選択できるものである。

このことは測定濃度範囲を拡大することを意味するもの
で、試料ガスの濃度が高い場合には短かい測定セル長を
、濃度が低い場合には長い測定セル長をそれぞれ選択す
れば、常に最適な条件下で測定が可能となるものである
。

第３図はこの発明の更に他の実施例を示すものである。

この実施例では、セル（２）の両端部に設けられる試料
ガス取入口（３）と比較ガス取入口（７）とのそれぞれ
吸気弁（１７）　（１８）を、試料ガス取出口（４）と
比較ガス取出口（８）とのそれぞれに排気弁（１９）　
（２０）を設けるものである。吸・排気弁をそれぞれの
ガス取入口、取出口に設けることによって、セル（２）
自体がポンプ機能を有することになり、それぞれのガス
は移動体（９）の滑動によって自動的に吸排気されるた
め、従来の分析計のようにセルへガスを送出するための
ポンプを使用する必要のなくなるものである。したがっ
て構成が簡略になりコンパクトなものとなる。

なお、上記他実施例においては移動体駆動手段が４個の
ものを示したが、移動体駆動手段は使用するセル長や測
定濃度範囲などにより４個以上設けてもよい。

また上記のそれぞれの実施例において、移動体（９）に
設けられた透光部（２１）が第４図に示すようにセル構
造となるものでもよく、この場合その内部には干渉ガス
が封入されるものである。

さらに検出器としては半導体センサを使用するものであ
るが、コンデンサマイクロホンやマイクロフローセンサ
を使用してもよい。

そしてこの発明の使用方法として、比較セルにゼロガス
ではなく既知の測定ガス濃度で、濃度が試料セル内の試
料ガスと異なった試料ガスを流入した場合、この基準と
なる試料ガスに対する濃度差の測定が可能になるもので
ある。

（へ）効果 この発明によれば、赤外線を透過する透光部を有する移
動体と移動体駆動手段とによってセル長変調を行なうこ
とによりセクタを省略でき、安定性のよいコンパクトな
赤外線ガス分析計が得られる。またセル長変調を行なう
ためセル内の試料ガスによる窓の汚れなどに起因するゼ
ロドリフトがないとともに、測定セル長が変更できるこ
とにより高濃度から低濃度までの広範囲にわたって最適
条件下で測定が可能になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例構成図、第２図は他実施例構
成図、第３図は更に他実施例構成図、第４図はこの発明
の磁性体の他実施例説明図、第５図は従来例構成図であ
る。 （ｌｌ−ｍ−光源、　　　　　　（２１−セル、（５）
−・−検出器、　　　　　（９１−・移動体、α０）　
（２１）・・−透光部、 （１１）　（１２）　（１３）　（１４）　（１５）　
（１６）−ｍ−移動体駆動手段。 ■　　　　　　　　　　　Ｏ 口＝コ　ロＴコ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対向して配置される光源と検出器との間にセルを備
   える赤外線ガス分析計において、セル内部を二分する赤
   外線を透過する透光部が設けられる移動体を滑動可能に
   セル内部に設けるとともに、移動体を滑動させる複数の
   移動体駆動手段をセル外部に設けることを特徴とする赤
   外線ガス分析計。 ２、移動体が磁性体であり、移動体駆動手段が電流を通
   じた際に磁束を発生させる巻線である特許請求の範囲第
   １項記載の赤外線ガス分析計。