JPS61194332A - ガス濃度を測定する方法およびこの方法を実施するための装置 - Google Patents

ガス濃度を測定する方法およびこの方法を実施するための装置

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JPS61194332A
JPS61194332A JP60137087A JP13708785A JPS61194332A JP S61194332 A JPS61194332 A JP S61194332A JP 60137087 A JP60137087 A JP 60137087A JP 13708785 A JP13708785 A JP 13708785A JP S61194332 A JPS61194332 A JP S61194332A
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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〉 本発明は多原子の非単元素ガスの濃度を単一赤外ビーム
による測光器を用いて連続的に測定する方法であって、
定期性放射線源から交番的放射縁を発出させ、この放射
線をガスを流通させる吸収キュベツトを通過させた後に
放射線感応性受光器に当て、この受光器の出力信号を基
準信号と一緒に演算回路に入力するとともに、ビームの
通路内でF波作用を併せて行なうようにした方法、およ
びこの方法を実施するための装置に関する。
〈従来の技術〉 ヘングステンペルグ(Hangstenberg )、
 Xトルム(3turm)およびゲインクラ(Wink
ler )著の「化学工学における測定、管理および規
定(Massen 、 gteuern und Re
geln in der chemisahanTec
hnik ) J 1980年発行、第2巻、第3版の24頁ないし25頁
に、交番的光の単一ビームを用いる測光器が開示されて
おシ、この測光器においては、一定の放射線源と調査す
べきガスを流す吸収キュベツトとの間に回転式フィルタ
円板を配置している。このフィルタ円板には2個の半径
方向に対称的な干渉フィルタを設け、一方のフィルタの
通過帯域は調査すべきガスが最大の吸収率を示す帯域の
ものとし。
他方のフィルタのそれはガスが限られた吸収率を示すか
、tたは好適には何らの吸収率をも示さない帯域のもの
としている。これらの干渉フィルタを順次ビームの通路
内に回動させることによって交互に生じる測定用ビーム
と比較用ビームとを光電導性受光器に当てる。
これらの入力に対応して生じる光電導性受光器の出力信
号同志はある比率を示し、このようにして−査すべきガ
スの濃度を決める基準が与えられる。
上記回転式フィルタ円板とこのフィルタ円板の駆動に必
要な足部動源の使用を不要とするものとして、ドイツ特
許第3,238,178号明細書には多原子の非単元素
ガスの濃度を非放散性の単一赤外線ビームを用いる測光
器によって連続的に測定する装置が開示されている。こ
の装置においては、定期性放射線源から発出される交番
的放射縁とこれをガスを流通させる吸収キュベツトを通
過させたものとを同時に2個の光電導性受光器に当てる
もので、これらの受光器の一方の上流側にただ1個のフ
ィルタを設け1両受光器の出力信号を商計算回路で計算
している。このフィルタは干渉フィルタで、その通過帯
域は測定すべきガスが最大の吸収率を示す帯域と一致す
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉 これら公知の測1党器の不利点は両方ともテスト信号に
対する基準信号を実際の放射線から得ている点。すなわ
ち、実質的にP波してないか。または実質的に吸収を生
じないようにP波した放射線から得ている点である。こ
のため、基準信号を作る時Kv4差が生じる可能性があ
シ、測定結果が間違うたフ影響を受けることになる。こ
のため、濃度を決定しようとするガスが限られた吸収率
を示すが、好適には何等の吸収率を示さない領域内での
放射線の吸収がキュベツト内の別のガスによって影響を
受けることになる。さらには、テスト信号および基準信
号用として別個の放射線受光器、増幅器および整流@を
特に使用した場合には光電変換が誤差を年なう可能性が
ある。上記2個の公知の測光器は装置上の観点から見て
も構成が複雑である。すなわち、一方においては、基準
信号を作るのに回転式フィルタ円板とその駆動装置とが
必要で必シ。
また他方においては、放射線受光器、増幅器。
コンデンサおよび同期整流&Sまたは検出器が附加的に
必要となるからである。
1−A−充つイ 本発明の目的は多原子の非単元素ガス
の濃度を単一赤外線ビームを用いる測光器によって連続
的に測定するための方法であって、定期性放射線源から
の交番的放射縁をガスを流通させる吸収キュベツトを通
過させた後に放射線感応性受光器に当て、この受光器の
出力信号を基準信号と一緒に演算回路に入力するととも
に、ビームの通路内でF波作用を併せて行なうようにし
て、よりlE確な測定が出来るようにし、装置の価格と
複雑度とを軽減する方法を提供することにある。
く問題点を解決するための手段〉 本発明によれば、上述の目的は、上記方法において1校
正によって決定しうる一定の装置個有の電圧によって上
記基準信号を得るとともに、上記演算回路において上記
入力信号の和または差をとるようにしたことによって達
成される。本発明による方法ならびにこの方法を実施す
る装置の利点は前述の特許請求の範囲から明らかである
・本発明による方法の特徴は、上記基準信号全校正によ
って決足しうる一定の装置個有の電圧によって作るとと
もに、上記演算回路において上記入力信号の和または差
をとるようにしたことである。このように、本発明は放
射線の特足の状態から直接に基準信号を得る代りに、装
置の校正時に得られる所定の基準信号を利用するもので
ある。
基準信号を決定するためには、71度を測定スヘキガス
を含まないガス(ゼロガス)全吸収キュベツトを流通さ
せ、#に度表示用に設けた表示装置上でゼロバランスを
取るのが好適である。濃度を測定すべきガスが最大吸収
率、 を示す帯域に一致する通過帯域を有する干渉フィ
ルタによって放射線をF波するのが良い。
本発明の方法を実施する装置の場合、第1の干渉フィル
タを放射線源と吸収キュベツトとの間に配置するのが好
適である。これは吸収キュペラ)K向けられるのは実質
的に唯1つの波長を有する放射線だけであることを意味
し、これによって不純物ガスまたは輻射効果による広帯
域の光線にもとず〈誤差を取除くことができる。
〈実 施 例〉 以下本発明を例示するが限定的でない実施例について、
単一赤外線ビームを用いる測光器の回路構成を示す添付
図面を参照してより詳細に説明する。
定期性直流電圧源1よりミ圧を供給される放射線源2は
特に低い発熱能力を有するもので、定期性直流電圧の周
波数、好ましくは、IH2ないし30 Hzの範囲の周
波数に相当する放射線のノソルスを発生する。ビームは
濃度を測定すべきガスの最大吸収率金示す帯域と一致す
る通過帯域を有する第1の干渉フィルタ3を通過する。
これによって、調査すべきガス以外のガスの吸収帯域が
調査すべきガスの吸収帯域に多重されることによる伝達
感度の低下を取除くことができる。P波された赤外ビー
ムは吸収キュベツト4の壁内に配置した弗化カルシウム
(CaF、 )製の窓5を通過するつ濃度を決定すべき
ガスを含む混合ガスが吸収キュベツト4を流通している
。このガスの濃度が高い程。
入射した放射線は吸収によってより多く減衰される。放
射線が吸収キュベツト4を出射する出口には別の弗化カ
ルシウム製の窓6が設けてあり、その背後には@2の干
渉フィルタ7を設けである。弗化カルシウム製の窓5ま
たは6またはその両方を省略してこれに対応する上流側
または下流側の干渉フィルタを吸収キュベツト4の壁内
に設けて放射線に対する入射窓または出射窓としても作
用するようにすることもできる。原理的には、第2の干
渉フィルタ7も省略することができるが、放射線をより
良くP波するためにはこのフィルタを設ける方が有利で
ある。第2の干渉フ′イルタフの通過帯域は@1のフィ
ルタ3のそれに相当するようにすることができる。しか
しながら、第2のフィルタ70通過帯域の幅の一部を波
長の高い側または低い側へ変位させて、このフィルタを
通過する放射線の強度分布曲線をより急峻にすることも
可能である。
第2の干渉フィルタフの背後にはパイロ電気性検出器8
を設けておる。弗化カルシウム製の窓6および干渉フィ
ルタ7を省略した時には、この検出器8を吸収キュベツ
ト4の壁内に直接に装着するか、tたはキュベツト4の
開口内に挿入する。パイロ電気性検出器8は入射する放
射線を対応する電気信号に変換するもので、その波形は
放射線源2のタイミングおよびそのイナーシャにより殆
んど正弦波に等しい波形となる。検出器8の交流出力信
号は増幅器9を介して帯域フィルタ10に入力される。
このフィルタ10を通過した信号は整流回路11で整流
された後に低域フィルタ12を通過する。このフィルタ
12の通過帯域は直流電圧源lのタイミング周波数以下
の周波数に制限されている。このようにして処理された
テスト信号は加算回路13の一方の入力に印加され、他
方の入力には基準信号が印加される。加算回路13の両
入力の極性は2つの入力信号の差が得られるように選ん
である。基準信号の絶対値はテスト信号のそれより大き
な値を有する。これは、濃度を測定すべきガスを含まな
いガスを吸収キュベツト4を流通させて基準信号を決定
しているので、放射線の吸収は生じないからである。
濃度光示装置において、基準信号の対応する設足値にも
とづ込てゼロバランスヲ取る。このため、放射線の吸収
がないとすれば、基準信号はテスト信号に対応するもの
となる。テスト信号は測定すべきガスの濃度によって左
右され、濃度が増大するとともに減少する。
この結果、加算回路13の出力信号は干渉フィルタ3お
よび7の通過帯域内で最大吸収率を示すガスの濃度の基
準を示すものとなる。
〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように1本発明に
よれば基準信号を校正によって決定し得る装置個有の電
圧によって得るようにしたのでガスの濃度を正確に測定
することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例に係る装置を示すブロック図である
。 図  面  中。 lは定期性放射線源。 2は放射線源、 3は干渉フィルタ。 4は吸収キュベツト。 5.6は窓。 7は干渉フィルタ。 8はパイロ電気性検出器。 9は増幅器。 10は帯域フィルタ。 11は整流回路。 12は低域フィルタ。 13は加算回路である。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多原子の非単元素ガスの濃度を単一赤外ビームに
    よる測光器を用いて連続的に測定する方法において、定
    期性放射線源から交番的放射線を発出させ、この放射線
    を被測定ガスを流通させる吸収キユベツトを通過させた
    後に放射線感応性受光器に当て、この受光器の出力信号
    を基準信号と一緒に演算回路に入力するとともに、前記
    交番的放射線のビームの通路内でろ波作用を併せて行な
    うようにし、更に校正によつて決定しうる一定の装置個
    有の電圧によつて上記基準信号を得るとともに、上記演
    算回路において上記入力信号の和または差をとるように
    したことを特徴とするガス濃度の測定方法。
  2. (2)上記基準信号の決定は、濃度を測定すべきガスを
    含まないガスを上記吸収キユベツトを通し、濃度を表示
    するために設けた表示装置においてゼロバランスをとる
    ことにより行なうよりにしたことを特徴とする上記特許
    請 求の範囲第1項に記載のガス濃度の測定方 法。
  3. (3)前記ろ波作用は、濃度を測定すべきガスの最大吸
    収率を示す帯域に一致する通過帯域をもつ干渉フィルタ
    を1つまたはそれ以上用いて行なうようにしたことを特
    徴とする上記特許請求の範囲第1項または第2項に記載
    のガス濃度の測定方法。
  4. (4)多原子の非単元素濃度を単一赤外ビームにより連
    続的に測定するガス濃度の測定装置において、交番的放
    射線を発出させる周期性放射線源と、被測定ガスを流通
    させるとともに前記交番的放射線が入射し被測定ガス中
    を通過した後出射するようになつている吸収キユベツト
    と、この吸収キユベツトの被測定ガス中を通過した交番
    的放射線を検出する放射線感応性受光器と、この放射線
    感応性受光器の出力信号及び校正によつて決定し得る一
    定の装置個有の基準信号を入力して両者の和若しくは差
    をとり前記被測定ガスの濃度に応じた信号を送出する演
    算回路と、前記交番的放射線のビームの通路内に配設さ
    れたろ波手段とを含むことを特徴とするガス濃度の測定
    装置。
  5. (5)前記ろ波手段は周期性放射線源と吸収キユベツト
    との間に配設した1個の干渉フィルタで形成したことを
    特徴とする特許請求の範囲第4項に記載のガス濃度の測
    定装置。
  6. (6)前記ろ波手段は周期性放射線源と吸収キユベツト
    との間及び吸収キユベツトと放射線感応性受光器との間
    に配設した2個の干渉フィルタで形成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第4項に記載のガス濃度の測定装置
  7. (7)前記吸収キユベツトは交番的放射線の入射用の弗
    化カルシウムの窓を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第5項に記載のガス濃度の測定装置。
  8. (8)前記吸収キユベツトは交番的放射線の入射用、出
    射用または入射用及び出射用の弗化カルシウムの窓を有
    することを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載のガ
    ス濃度の測定装置。
  9. (9)吸収キユベツトと放射線感応性受光器との間に配
    設した干渉フィルタは、その通過帯域を周期性放射線源
    と吸収キユベツトとの間に配設した干渉フィルタの通過
    帯域と同じにしたことを特徴とする特許請求の範囲第6
    項若しくは第8項に記載のガス濃度の測定装置。
  10. (10)吸収キユベツトと放射線感応性受光器との間に
    配設した干渉フィルタは、、その通過帯域の幅の一部を
    周期性放射線源と吸収キユベツトとの間に配設した干渉
    フィルタの通過帯域より波長の高い側または低い側に変
    位させたことを特徴とする特許請求の範囲第6項若しく
    は第8項に記載のガス濃度の測定装置。
  11. (11)上記放射線感応性受光器はパィロ電気性受光器
    であることを特徴とする特許請求の範囲第4項〜第10
    項の何れかに記載するガス濃度の測定装置。
  12. (12)上記演算回路は加算回路であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項〜第11項の何れかに記載する
    ガス濃度の測定装置。
  13. (13)多原子の非単元素濃度を単一赤外ビームにより
    連続的に測定するガス濃度の測定装置において、交番的
    放射縁を発出させる周期性放射線源と、被測定ガスを流
    通させるとともに前記交番的放射線が入射し被測定ガス
    中を通過した後出射するようになつている吸収キユベツ
    トと、この吸収キユベツトの被測定ガス中を通過した交
    番的放射線を検出する放射線感応性受光器と、この放射
    線感応性受光器の出力信号を入力する帯域フィルタと、
    この帯域フィルタの出力信号を入力する整流器と、この
    整流器の出力信号を入力する低域フィルタと、この低域
    フィルタの出力信号及び校正によつて決定し得る一定の
    装置個有の基準信号を入力して両者の和若しくは差をと
    り前記被測定ガスの濃度に応じた信号を送出する演算回
    路と、前記交番的放射縁のビームの通路内に配設された
    ろ波手段とを含むことを特徴とするガス濃度の測定装置
JP60137087A 1985-02-21 1985-06-25 ガス濃度を測定する方法およびこの方法を実施するための装置 Pending JPS61194332A (ja)

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