JPS6138448A - ガス又は液体分析用光度計 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、試料光束及び対照光束がセルの通過後に固体
受信器によって受容される形式のガス又は液体分析用光
度計に関する。

従来の技術 試料セル及び対照セルを通過した光束がガス充填受信器
によって受信され、該受信器の横断面がセルの横断面と
同じ大きである光度計は、西ドイツ出願公開第２９１０
１８８号明細書及び同第１５９８８９３号明細書から公
知である。

測定セル及び比較セルを通過した光束が固体受信器によ
って受容され、該受信器の被照射面が測定セル及び比較
セルの横断面よりも著しく小さい光度計も公知である。

このような固体受信器は、別の光学装置が設けられてい
ない限シ、セルを出た光束を一部分だけ受信するにすぎ
ないという欠点を有する。これらの光学装置は、赤外腺
範囲用の放射器（熱放射器）において一般に生じるよう
に、放射器が比較的大面積である場合には１さに高価な
ものとなる。更に、場合によっては、光学部材を用いて
は全エネルギーを受信器に集中させることができない。

しかしながら、このような固体受信器はガス充填受信器
に比較してより長い安定性の利点を有する、それという
のも無負荷運転を行なわないからである。

発明が解決しようとする問題 本発明の課題は、試料光束及び対照光束がセ゛ルの通過
後に固体受信器によって受信されるガス又は液体分析用
光度計を改良することであった。

問題点を解決するだめの手段 前記問題点は、本発明により冒頭に記載した形式の光度
計において、セルの直後に固体受信器としてポリ弗化ビ
ニリデンから成る膜が設けられておシ、該膜の光束が当
る面がセルの横断面と同じ大きであることによって解決
される。

英国特許第９７９８５０号明細書により、２つのセルを
備えておシ、該セルを赤外線が貫流する形式のガス分析
器が公知である。セル（測定セル、比較セル）を出だ光
束は、部分透過性鏡が斜めに配置された受信器によって
受信される。この分析器の作動式は、受信器内に入射す
る赤外線の一部分は傾斜配置された鏡を通過しかつ室の
端部のフィルタを介して光電セルに入射し、一方室内に
入射する赤外線の他の成分は直角に反射されかつもう１
つフィルタを介して受信室の側方に配置された光電セル
に当ることを前提条件とする。フィルタは前記形式で、
光電セルの出力値が差を生じるように接続され、測定ガ
スの濃度を特性化する値を生じ得るように設計されねば
ならない。従って、この分析器は本発明の対象とは著し
く異なっている。

それによりかつ寸法の適合により、所望の結合可能性が
生じる。ポリ弗化ビニル（ＰＶＤＦ　）から成るフィル
ムは、丸形である限り、はぼ１４〜２５朋の直径を有す
る。ガス充填受信器を（、ｉｉｉえた光度計とＦｉ１様
に、光束のフォーカンング手段が不必要であるという利
点が生じる。

本発明によシ構成された光度計においては、オツトーニ
ューマチック検出器を有する光度計の利点と固体受信器
を備えだ光度計の利点とが結合されている。

本発明のもう１つの実施態様によれば、膜はガスが充填
された、赤外線を吸収する受信器内に配置されておりか
つ光束が入射すると、パイロ電気的並びに圧電気的に作
用することができ、その場合パイロ電気効果は対照信号
を測定するだめかつ圧電気効果は試料成分を測定するた
めに役立つ。圧電気効果は本発明による装置のオプト−
ニューマチック効果から生じ、該装置では熱電気効果も
生じる。

本発明に基づき構成された光度計においては、試料信号
及び比較信号は２つの受信器特性を利用することによシ
時間的に前後して１つの光路内で得られる、それにより
新規光度計は実時間（１ｎ−ｓｉｔｕ　）測定技術にお
いても使用することが可能である。

受信器自体は、測定すべきガス成分又は補充ガスが充填
された室から成る。該室は一方側で赤外線を透過する窓
と接続されている、従って光源から出発しノ’ｃ赤外線
は室内に入射することができる。

光源と吸収区間との間には変調装置が設けられておシ、
該装置は赤外線光束を周期的に所定の周波数で断続する
。更に、光路内には受信器の前方に受信ガスが充填され
たフィルタセルが設けられており、該セルは周期的に光
路の外に旋回させることができる。フィルタセルの運動
周期は変調装置の断続周波数よりも小さい。

フィルタセルを通過する光束は、吸収区間内でも、また
受信器内のガスによっても吸収されない。この光束は本
発明に基づき設けられた装置に当り、該装置で入射光線
の強度に比例するパイロ電気効果を発生する。このパイ
ロ電気的効果は光度計の対照信号として役立つ。

光束がフィルタセルによって影響を受けない場合には、
受信器充填ガスの吸収範囲内の光線も受信器に入射する
。受信器内で、吸収された光束エネルギーの圧力への変
換が行なわれ、装置のたわみを惹起し、該たわみは吸収
区間内での前吸収の大きさに依存しかつ測定信号を形成
するだめに役立つ。

本発明に基づく受信器は、光のを出た赤外線が受信器に
入射する前に試験ガスが貫流する吸、収セルを通過する
形式の光度計使用可能である。

本発明は、現場測定のために使用される光度計で使用可
能である。この場合には、分析すべきガス流は放射器ユ
ニット及び受信器ユニットの前方を通過せしめられる。

実施例 次に、図示の実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図は、光源１によって赤外線を発生させ
る交番光光度計が示されている。電動機２により、回転
シャッタ３が駆動され、それにより光束が対照セル４及
び試料セル５によって逆相で断続される。本発明によれ
ば、セル４及び５の直後に固体受信器６が配置されてお
シ、該受信器は測定セル５及び対照セル４の全開口を占
める。同体受信器６はＰＶＤＦ膜から成り、該膜はパイ
ロ電気特性の他にまた圧電気効果を有する。熱効果に関
して、ＰＶＤＦフィルムは黒色化によって至適化される
。ＰＶＤＦ膜は６−〜１０μｍの厚さを有する。ＰＶＤ
Ｆから成る膜の代りに、圧電特性を有する類似した重合
体、例えばポリ弗化ビニル又はポリ塩化ビニルから成る
膜を使用することができる。

固体受信体を備えだ従来の光度計に比較して、本発明に
基づき構成され／ヒ光度計においては、測定ガスが貫流
しない光路長が極めて短かい。

このように長い路長は、雰囲気が試料ガス、例えばＣＯ
２又はＨ２Ｏを含有する場合には、不完全な測定値をも
たらすことがある。

光度計が振動に曝される場合には、膜６の他に第２の膜
７が配置され、該膜は膜６とは電気的に逆に接続されて
いる（第２図）。

第３図は、光源１の赤外線が吸収セル８内に入射し、該
吸収セル８が赤外線に対して透過性の窓９及び１１を備
えている光度計を示す。吸収セル８には分析すべきガス
が貫流せしめられ、そのために入口１１及び出口１２が
設けられている。窓１０を通って吸収セル８を出る赤外
線はフィルム１５を通って、測定成分を収容する選択セ
ル１３に当９、次いで試料ガスが充」がされた受信器１
４に入射する。吸収セル８とフィルタ１５との間に回転
シャッタ３が配置されており、該シャッタは軸１６を中
心に回転する。

回転７ヤツタ３は光源１の直前、すなわち光源１と吸収
セル８との間に配置されていてもよい。

選択セル１３は二重矢印１７の方向で間欠的に投入され
かつ引戻される。本発明によれば、受信器１４内にポリ
弗化ビニリデン膜６が配置されており、該内膜は光束入
射の際に熱電気的に並びにまたオツトーニューマチック
的に作用する。この際発生する、熱電気効果の経果とし
ての対照信号と、オプト−ニューマチック効果の結果と
しての圧電気的信号は、接点１９で捕捉される。

本発明例よる膜は両側に薄膜の透明な導電性材料、有利
には金属が被しされている。熱電気効果を高めるだめに
、膜６は片面（光束に面した側）が黒色化されていても
よい。これらの層と接点１９が接続されている。

第４図は、実時間測定用光度計を示す。この実施例は第
３図の実施例とは、回転シャッタ３が光源の直に配置さ
れておりかつ検出すべきガス流２０が光源１とフィルタ
１５との間の室内に存在することによって区別される。

その他の点では、図示の光度計の同じ素子には同じ符号
が付されている。

測定効果を発生させるためには、光路を周期的に断続す
る回転シャッタ３が役立つ。断続周波数は５〜２０　Ｈ
ｚであるのが有利である。

第５図は、本発明に基づき設けられた装置６の接点１９
から発生する信号Ａの時間的経過を示す。第３図及び第
４図に基づく光度計において選択セル１３が光路の外部
に存在すると、大きな振幅によって表わされる信号を発
生する。

この場合には、第５図に示されているように、熱電気効
果Ｅｐｙが圧電気効果Ｅｐｉに加算される。

第６図及び第４図に基づく光度計において選択セル１３
が二重矢印１７の方向で光路内に投入されると、その際
接点１９には、第５図の曲　線において小さな振幅の振
動で示されている小さな信号が発生する。この場合には
、ポリ弗化ビニリデンから成る膜６には熱電気効果Ｅｐ
ｙのみが発生する。圧電気効果は断続される。この対照
信号が形成される期間中に、吸収されずに受信器１４内
のガスの加熱を惹起した選択セル１３内での光束成分の
前吸収が生じる。

連続的に、対照信号Ｅｐｙ及び測定信号（Ｅｐｙ＋　Ｅ
ｐｉ　）は接点１９を通って評価位置に放出される。こ
の評価ユニットの切換は、機械的又は電気的装置によっ
て選択セル１３の二重矢印１７の方向への運動と同期化
されている。

第６図及び第４図に基づく光度計は、付加的に干渉フィ
ルタ１５を備えている。この干渉フィルタ１５によって
、本発明に基づき設けられたフィルム６の入射光束によ
る負荷が限界内に保持される。更に、吸収性の随伴ガス
によって惹起されイチる誤差が回避される。

干渉フィルタ１５の透過範囲は、測定成分の吸収範囲に
相当する。

第５図に示された電気信号の評価は、計算回路で実施す
ることができる。測定値ＥＡは例えば以下の方程式： で表わすことができ、この場合αは試料の吸収に相当し
かつβはゼロ点調整のための係数を表わす。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は測定セル及び比較セルで構成された
光度計の略示図、第６図及び第４図は１つだけの光路で
作動する光度計の略示図、及び第５図は第６図及び第４
図による光度計の測定原理を示す図である。 １・・・放射ユニット、４，５・・・セル、６．７・・
・固体受信器（膜）、１３・・・選択セル、１４・・・
赤外線吸収受信器、２０・・・試料ガス区間１・−康有
社二、ント 第３図　　　　　　４，５・之１し ６　口る１受イ宮壇舌！腺） 手続補正書（自刃 昭和６０年１り月／父日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料光束及び対照光束がセルの通過後に固体受信器
   によって受信される形式のガス又は液体分析用光度計に
   おいて、セル（４、５）の直後に固体受信器（６）とし
   てポリ弗化ビニリデンから成る膜が設けられており、該
   膜の光束が当る面がセル（４、５）の横断面と同じ大き
   さであることを特徴とする、ガス又は液体分析用光度計
   。 ２、膜（６）が熱硬化を高めるために黒色化されている
   、特許請求の範囲第１項記載の光度計。 ３、膜（６）が６〜１０μｍの厚さを有する、特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の光度計。 ４、ポリ弗化ビニリデンから成る膜（６）に対して平行
   にポリ弗化ビニリデンから成る第２の膜が配置されてい
   る、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の光度計。 ５、膜（６）がガスの充填された、赤外線を吸収する受
   信器（１４）内に配置されておりかつ光線が入射すると
   パイロ電気的及び圧電気的に作用し、その場合パイロ電
   気効果が対照信号を測定するためにかつ圧電気効果が試
   料成分を測定するために利用される、特許請求の範囲第
   １項から第４項までのいずれか１項記載の光度計。 ６、光束ユニット（１）の赤外線光束が実時間測定方法
   で、受信器（１４）内に入射する以前に、セル内には存
   在しない試料ガス区間（２０）を通過する、特許請求の
   範囲第５項記載の光度計。 ７、光源と吸収区間との間に受信器ガスが充填された選
   択セル（１３）が設けられており、該セルが所定のリズ
   ムで光路内に旋回投入される、特許請求の範囲第５項又
   は第６項記載の光度計。