JPS6217183B2 - - Google Patents

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JPS6217183B2
JPS6217183B2 JP56191331A JP19133181A JPS6217183B2 JP S6217183 B2 JPS6217183 B2 JP S6217183B2 JP 56191331 A JP56191331 A JP 56191331A JP 19133181 A JP19133181 A JP 19133181A JP S6217183 B2 JPS6217183 B2 JP S6217183B2
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JP
Japan
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measured
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absorption wavelength
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JP56191331A
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JPS5892843A (ja
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Kozo Ishida
Takao Imaki
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6217183B2 publication Critical patent/JPS6217183B2/ja
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/37Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using pneumatic detection

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サンプル流体中に含まれる二種類の
測定対象成分を一台の分析計で同時に測定できる
ようにした非分散型赤外線分析計に関する。
この種の分析計の一つに第1図に示すものがあ
る。この分析計は流路切換部6を一定周期で切り
換えることにより2個のセル2,2′にゼロ流体
とサンプル流体とを交互に切換供給するいわゆる
クロスモジユレーシヨン方式を採用し、かつ受光
室7a,7bを有するニユーマテイツク型検出器
7と受光室8a,8bを有するニユーマテイツク
型検出器8とを光源1,1′より発しセル2,
2′を通る光路に対して直列に配置したものであ
り、ゼロドリフトがなく、S/N比も良いという
利点に加えて、2個の受光室を有するニユーマテ
イツク型検出器を用いているため周囲温度変化や
熱的ゆらぎの影響を受けにくいという利点を有す
るが、測定対象成分相互間の干渉影響や、サンプ
ル流体中に含まれる他の成分の干渉影響を受ける
という欠点を有している。特に測定対象成分の一
方が他方に比較して低濃度である場合、その低濃
度ガスの干渉影響による誤差は非常に大きなもの
となる可能性がある。又、前述の様な場合、第1
図に示した分析計はセル2,2′として同一セル
長のセルを用いているため2成分とも精度良く測
定しようとする目的のためにはむりが生じる。
即ち、サンプル流体を供給したセル内での吸収
は、第2図に示すように、濃度×セル長に対し、
ベールの法則に近い曲線状に変化し、その値が小
さいほどリニアリテイが良い。従つて、低濃度測
定対象成分に対して最適なセル長を選定すれば、
他方の高濃度測定対象成分の測定については、検
量線が大きく曲がり、計器の目盛精度が悪くな
り、逆に、セル長を短くして高濃度測定対象成分
の測定に対するリニアリテイを良くすれば、低濃
度測定対象成分の測定のS/N比が悪くなるので
ある。
本発明は、このような不都合を解消すべくなさ
れたものであり、少なくとも一方のセルの直前又
は直後に、一方の測定対象成分の吸収波長のみを
透過させる正のフイルタ、又は、他方の測定対象
成分の吸収波長のみを遮断する負のフイルタを挿
入した点に特徴がある。なお、測定対象成分の測
定濃度範囲に大きな差がある場合には、各セルを
各一成分の測定濃度範囲に適したセル長とし、少
くともセル長の長いセルの直前又は直後にフイル
タを挿入する。
以下、本発明を第3図、第4図、第5図に示す
実施例に基づいて詳細に説明する。
第3図は、本発明に係る二成分測定用非分散型
赤外線分析計を示す。1,1′は赤外線を照射す
る光源、2,2′は入口3,3′と出口4,4′を
有する2個の同一セル長のセルであり、入口3,
3′への流体供給路5,5′には、回動自在な弁等
によつて構成される流路切換部6が設けられてい
て、この流路切換部6を一定周期で切換動作する
ことにより、ゼロ流体(例えば、N2等のゼロガ
ス)Zとサンプル流体(例えば、大気、燃焼排ガ
ス等のサンプルガス)Sとを両セル2,2′に交
互に切換供給すべく構成してある。7,8は、各
測定対象成分に対応する2個のニユーマテイツク
型検出器、例えば、コンデンサマイクロフオン型
検出器で、これらを光源1,1′に対して光学的
直列関係に配置してある。即ち、各検出器7,8
は、測定対象成分(又は同じ吸収波長帯の成分)
とゼロガスとを一定分圧で混合した混成ガスを封
入した2つの同一の大きさの受光室7a,7b,
8a,8bを有し、これらの受光室7a,7b,
8a,8bが両セル2,2′を通る2つの光路
A,B上に位置するように配置される。封入する
混成ガスは、測定対象によつて異なり、例えば、
検出器7をCO測定用、検出器8をCO2測定用と
する場合、受光室7a,7bにはCOとゼロガス
の混成ガスが受光室8a,8bにはCO2とゼロガ
スの混成ガスが夫々封入されることになる。尚、
コンデンサマイクロフオン型検出器に代えて、2
つの受光室間に白金等の熱線を設け、両室内のガ
スの赤外線吸収によつて生じる圧力差による風の
流れが前記熱線に作用して抵抗値を変化させると
いう原理を利用したいわゆるマイクロフローセン
サを用いてもよいことは勿論である。9,10は
増巾器である。
前記両セル2,2′のうち、一方のセル2の直
後(又は直前でもよい。)に、一方の測定対象成
分の吸収波長に対応する正のフイルタ、例えば、
COの吸収波長帯の赤外線のみを透過させるソリ
ツドタイプのバンドパスフイルタF1を挿入し、
他方のセル2′の直後(又は直前でもよい。)に
は、他方の測定対象成分の吸収波長に対応する正
のフイルタ、例えば、CO2の吸収波長帯の赤外線
のみを透過させるソリツドタイプのバンドパスフ
イルタF2を挿入してある。
上記の構成によれば、流路切換部6の切換動作
により、両セル2,2′内に、ゼロガスとサンプ
ルガスが一定周期で交互に切換供給される。光源
1,1′からセル2,2′へと照射された赤外線
は、サンプルガスが供給されているときにはサン
プルガス中の測定対象成分(例えば、COと
CO2)によりその濃度に応じて吸収されるが、ゼ
ロガスが供給されているときは吸収されることな
くセルを通過する。そして、一方のセル2を通る
光路Aには、一方の測定対象成分(例えばCO)
の吸収波長に対応する正のフイルタF1が、他方
のセル2′を通る光路Bには他方の測定対象成分
(例えばCO2)の吸収波長に対応する正のフイルタ
F2が挿入されているので、光路Aに配置されて
いる室7a,8aには一方の測定対象成分(例え
ばCO)の吸収波長に対応する波長しか入射せ
ず、光路Bに配置されている室7b,8bには他
方の測定対象成分(例えばCO2)の吸収波長に対
応する波長しか入射しない。それゆえ、検出器7
においては、室7aへは、サンプルガス中の一方
の測定対象成分(例えばCO)の吸収波長で且つ
その一方の測定対象成分(例えばCO)の濃度情
報のみを含む光とゼロガス情報(濃度ゼロの情
報)を含む光が交互に入射すると共に、室7bへ
は、他方の測定対象成分(例えばCO2)の吸収波
長で且つ前記一方の測定対象成分(例えばCO)
の濃度情報を含まない光とゼロガス情報を含む光
(何れにしても濃度ゼロの情報を含む光)が交互
に入射する状態で、一方の測定対象成分(例えば
CO)の検出が行われることになり、また、検出
器8においては、室8bへは、サンプルガス中の
他方の測定対象成分(例えばCO2)の吸収波長で
且つその他方の測定対象成分(例えばCO2)の濃
度情報のみを含む光とゼロガス情報(濃度ゼロの
情報)を含む光が交互に入射すると共に、室8a
へは、一方の測定対象成分(例えばCO)の吸収
波長で且つ前記他方の測定対象成分(例えば
CO2)の濃度情報を含まない光とゼロガス情報を
含む光(何れにしても濃度ゼロの情報を含む光)
が交互に入射する状態で、他方の測定対象成分
(例えばCO2)の検出が行われることになり、従つ
て、サンプルガス中の測定対象成分相互の干渉影
響やサンプルガス中の測定対象成分以外の成分に
よる干渉影響が防止され、S/N比を向上し得
る。
第4図は別の実施例を示し、この実施例の二成
分測定用非分散型赤外線分析計は、サンプルガス
中の測定対象成分の一方が低濃度、他方が高濃度
である場合に好適である。即ち、第3図と同様な
構成において、一方のセル2を低濃度の測定対象
成分(例えばCO)の測定に最適な長いセル長と
し、この長いセル2の直後(又は直前でもよ
い。)に低濃度測定対象成分の吸収波長に対応す
る正のフイルタ(例えば、COの吸収波長帯の赤
外線のみを通すソリツドタイプのバンドパスフイ
ルタ)F1を挿入し、他方のセル2′を高濃度の測
定対象成分(例えばCO2)の測定に最適な短いセ
ル長とし、この短いセル2′の直後(又は直前で
もよい。)には、高濃度測定対象成分の吸収波長
に対応する正のフイルタ(例えば、CO2の吸収波
長帯の赤外線のみを通すソリツドタイプのバンド
パスフイルタ)F2を挿入してある。尚、セル
2′のセル長を短くすることによつて生じる光路
部分2″には大気中の成分による影響を受けない
ようにゼロガスを封入しておくことが望ましい
が、これは本発明に必須の構成ではない。その他
の構成は、第3図の実施例と同じであるため、同
一の構成部材に同一符号を付し、説明を省く。
上記の構成によれば、前述した実施例の場合と
同様に測定対象成分相互の干渉影響や測定対象成
分以外の成分による干渉影響を防止できるばかり
でなく、両セル2,2′を各々の測定対象成分の
測定に適したセル長に選定できるので、低濃度成
分を測定する検出器は勿論、高濃度成分を測定す
る検出器にあつても、リニアリテイの良い出力が
得られるのであり、S/N比を向上し、濃度差が
大きい二成分を精度良く測定し得る。
第5図は別の実施例を示し、この実施例は、第
4図と同様な構成において、セル長の短いセル
2′側のフイルタを省略した点に特徴がある。即
ち、低濃度成分(例えばCO)の測定にあたつて
は、赤外線吸収量が小さいので、検出器感度を高
くする必要があり、それだけサンプルガス中の高
濃度成分(例えばCO2)や他の成分による干渉影
響を受けやすくなり、従つて、フイルタF1が不
可欠となるが、高濃度成分を測定する場合には、
赤外線吸収量が大きくて、低濃度成分や他の成分
による干渉影響を受けにくいので、高濃度成分の
測定信号を得るセル2′側の前記フイルタF2を省
略しても実用範囲での十分な測定精度を確保でき
るのである。なお、前述までの実施例の説明にお
いては、挿入するフイルタとしてソリツドタイプ
のバンドパスフイルタといつた正のフイルタを用
いた場合で説明したが、ガスフイルタより成る、
負のフイルタを用いる事も出来る。その場合は、
第3図、第4図、第5図のフイルタF1としては
例えばCO2ガスと、COに対して干渉影響を及ぼ
すガスで測定ガス中に含まれることがわかつてい
るガスとを封入し、第3,4図のフイルタF2
してはCOガスと、CO2に対して干渉影響を及ぼ
すガスで測定ガス中に含まれることがわかつてい
るガスとを封入する。
以上の各実施例から明らかな通り、本発明によ
れば、サンプル流体中の二成分を測定するにあた
り、各測定対象成分に対応する2個のニユーマテ
イツク型検出器を光源に対して光学的直列関係に
配置したので、周囲温度による影響を受けにくい
ばかりでなく、少なくとも一方のセルの直前又は
直後に、一方の測定対象成分の吸収波長のみを透
過させる正のフイルタ、又は、他方の測定対象成
分の吸収波長のみを遮断する負のフイルタを挿入
したことにより、測定対象成分相互又は他の成分
による干渉影響を防止でき、S/N比を向上し得
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の二成分測定用非分散型赤外線分
析計の構成図、第2図は吸光度と濃度×セル長と
の関係を説明する図である。第3図は本発明の実
施例を示す二成分測定用非分散型赤外線分析計の
構成図、第4図と第5図は各々別の実施例を示す
構成図である。 2,2′……セル、7,8……ニユーマテイツ
ク型検出器、F1,F2……フイルタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 2個のセルにゼロ流体とサンプル流体とを交
    互に切換供給するよう構成すると共に、各測定対
    象成分に対応する2個のニユーマテイツク型検出
    器を光源に対して光学的直列関係に配置してなる
    分析計において、少なくとも一方のセルの直前又
    は直後に、一方の測定対象成分の吸収波長のみを
    透過させる正のフイルタ、又は、他方の測定対象
    成分の吸収波長のみを遮断する負のフイルタを挿
    入してなる二成分測定用非分散型赤外線分析計。
JP56191331A 1981-11-26 1981-11-26 二成分測定用非分散型赤外線分析計 Granted JPS5892843A (ja)

Priority Applications (3)

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US06/437,885 US4514635A (en) 1981-11-26 1982-10-29 Non-dispersive infrared analyzer
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JPS5892843A (ja) 1983-06-02
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