JPS639842A - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
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- JPS639842A JPS639842A JP15448686A JP15448686A JPS639842A JP S639842 A JPS639842 A JP S639842A JP 15448686 A JP15448686 A JP 15448686A JP 15448686 A JP15448686 A JP 15448686A JP S639842 A JPS639842 A JP S639842A
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- infrared detector
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- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 6
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 45
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(概要〕
本発明はガス検出装置(赤外線レーザ方式)において、
被測定ガスの吸収スペクトルを含まないスペクトル(以
下ベースラインと略称する)の変動によるガス濃度測定
値のゆらぎを解消するためにベースラインの測定系と補
正手段とを設けたものである。
被測定ガスの吸収スペクトルを含まないスペクトル(以
下ベースラインと略称する)の変動によるガス濃度測定
値のゆらぎを解消するためにベースラインの測定系と補
正手段とを設けたものである。
本発明はガス検出装置に係り、特に赤外線レーザ方式の
ガス検出装置(以下ガスセンサと略称する)に関する。
ガス検出装置(以下ガスセンサと略称する)に関する。
公害ガスセンサとしては、小型、高速、高精度なものが
要求される。赤外線レーザ方式のガスセンサは可搬型で
あり、望ましい特徴を備えているが、それ故に対環境性
能もまた高いことが要求されている。
要求される。赤外線レーザ方式のガスセンサは可搬型で
あり、望ましい特徴を備えているが、それ故に対環境性
能もまた高いことが要求されている。
第5図は従来のガスセンサの基本構成図、第6図はガス
濃度の検出原理を説明するための図を示す、第5図にお
いて、赤外線レーザ1の出射光は、レンズ2により平行
光線にされる。被測定ガス3を通過した赤外線はレンズ
4で赤外線検知器5に集光される。
濃度の検出原理を説明するための図を示す、第5図にお
いて、赤外線レーザ1の出射光は、レンズ2により平行
光線にされる。被測定ガス3を通過した赤外線はレンズ
4で赤外線検知器5に集光される。
赤外線レーザ1はその駆動電流を増加させることにより
出射光の発振波長は短くなり、逆に減少させると長くな
る特性を有し、波長を連続的に走査できるので、第6図
に示すような被測定ガス3の吸収スペクトルを測定する
ことができる。以下第6図を参照しながら第5図の説明
を行う。
出射光の発振波長は短くなり、逆に減少させると長くな
る特性を有し、波長を連続的に走査できるので、第6図
に示すような被測定ガス3の吸収スペクトルを測定する
ことができる。以下第6図を参照しながら第5図の説明
を行う。
第6図は被測定ガス3に亜硫酸ガスSO□を選んだ場合
の前記吸収スペクトルの一例を示す。この図は縦軸に赤
外線の被測定ガスに対する透過率をとり、横軸に赤外線
の波長をとって波長を走査した場合の吸収スペクトル特
性を示している。この特性は波長鳥において最小点Pが
あり、波長λlと々においてそれぞれピーク点Q、 R
が存在する。
の前記吸収スペクトルの一例を示す。この図は縦軸に赤
外線の被測定ガスに対する透過率をとり、横軸に赤外線
の波長をとって波長を走査した場合の吸収スペクトル特
性を示している。この特性は波長鳥において最小点Pが
あり、波長λlと々においてそれぞれピーク点Q、 R
が存在する。
最小点Pは被測定ガスSO□の存在するためにこれを通
過した赤外線が吸収され、その透過率が減少したもので
あって、SO!の存在がなければ(すなわち、ベースラ
インは)吸収作用は受けずQ点とR点を結ぶ直線となる
筈をある。
過した赤外線が吸収され、その透過率が減少したもので
あって、SO!の存在がなければ(すなわち、ベースラ
インは)吸収作用は受けずQ点とR点を結ぶ直線となる
筈をある。
第5図の信号処理回路6では、上記2つのピーク点Q、
Rを結ぶ線上における波長4の位置P°から前記最小
点Pまでの間の透過率の差hhを求める。透過率の差り
は被測定ガス3の濃度に比例するから比例係数を乗算し
て濃度を算出することができ、その算出値を表示回路7
にて濃度表示を行〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のガスセンサにおいては、赤外線検知器5から得ら
れる吸収スペクトル特性には前述のベースラインが含ま
れたものになっている。ところで、このベースラインQ
P’Rは環境温度の変化に対応してP”点の透過率が変
動するため直線にならず、したがってP点とP゛点の透
過率の差から求める前記透過率の差りの値も変動すると
いう問題があり、正確な濃度を算出し難い欠点がある。
Rを結ぶ線上における波長4の位置P°から前記最小
点Pまでの間の透過率の差hhを求める。透過率の差り
は被測定ガス3の濃度に比例するから比例係数を乗算し
て濃度を算出することができ、その算出値を表示回路7
にて濃度表示を行〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のガスセンサにおいては、赤外線検知器5から得ら
れる吸収スペクトル特性には前述のベースラインが含ま
れたものになっている。ところで、このベースラインQ
P’Rは環境温度の変化に対応してP”点の透過率が変
動するため直線にならず、したがってP点とP゛点の透
過率の差から求める前記透過率の差りの値も変動すると
いう問題があり、正確な濃度を算出し難い欠点がある。
本発明は上記従来の欠点に鑑みて創作されたもので、透
過率の差りの変動を解消するための補正手段の提供を目
的とする。
過率の差りの変動を解消するための補正手段の提供を目
的とする。
本発明のガス検出装置は第1図に示すように、赤外線レ
ーザ1の出射光をハーフミラ−8により2分割し、その
内の1分割出射光は前記被測定ガス3を通過させた後に
第1の赤外線検知器10に集光し、他の1分割出射光は
直接筒2の赤外線検知器12に集光し、前記第1の赤外
線検知器10の出力から前記第2の赤外線検知器12の
出力を減算する減算器13を設けたことを特徴とし、減
算器13の出力から信号処理回路6において変動のない
透過率の差りを求め、そのhの値に対応するガス濃度を
算出するものである。
ーザ1の出射光をハーフミラ−8により2分割し、その
内の1分割出射光は前記被測定ガス3を通過させた後に
第1の赤外線検知器10に集光し、他の1分割出射光は
直接筒2の赤外線検知器12に集光し、前記第1の赤外
線検知器10の出力から前記第2の赤外線検知器12の
出力を減算する減算器13を設けたことを特徴とし、減
算器13の出力から信号処理回路6において変動のない
透過率の差りを求め、そのhの値に対応するガス濃度を
算出するものである。
第1図において赤外線検知器10で測定したスペクトル
は、第2図(a)の実線特性に示すように変動するベー
スラインが含まれた特性になっている。
は、第2図(a)の実線特性に示すように変動するベー
スラインが含まれた特性になっている。
赤外線検知器12で測定したスペクトルは、第2図(a
)の破線特性に示すようにその一部分が実線特性に重な
った変動するベースラインのみが測定される。
)の破線特性に示すようにその一部分が実線特性に重な
った変動するベースラインのみが測定される。
したがって赤外線検知器1oの出力から赤外線検知器1
2の出力を減算すると、両者から変動分が相殺されて第
2図(′b)に示すような変動のない吸収スペクトルが
得られ、これから求められる透過率の差りは変動成分を
含まないため濃度変換は正確に行うことができる。
2の出力を減算すると、両者から変動分が相殺されて第
2図(′b)に示すような変動のない吸収スペクトルが
得られ、これから求められる透過率の差りは変動成分を
含まないため濃度変換は正確に行うことができる。
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。
第1図は本発明のガスセンサの基本構成図、第2図は第
1同各部のスペクトル特性を示す。以下第2図を参照し
ながら第1図の説明を行う。図において、8はハーフミ
ラ−であって赤外線の平行光を2分割し、その一方は被
測定ガス3を通過した後集光11(またはレンズ)9を
介して第1の赤外線検知器lOに集光される。赤外線レ
ーザ1の波長を走査することにより第1の赤外線検知器
10の出力から第2図(a)の実線特性に示すようなベ
ースライン変動を含むスペクトル特性が得られる。
1同各部のスペクトル特性を示す。以下第2図を参照し
ながら第1図の説明を行う。図において、8はハーフミ
ラ−であって赤外線の平行光を2分割し、その一方は被
測定ガス3を通過した後集光11(またはレンズ)9を
介して第1の赤外線検知器lOに集光される。赤外線レ
ーザ1の波長を走査することにより第1の赤外線検知器
10の出力から第2図(a)の実線特性に示すようなベ
ースライン変動を含むスペクトル特性が得られる。
ハーフミラ−8で分割された他方の赤外線は、集光鏡(
またはレンズ)11を介して第2の赤外線検知器12に
集光される。赤外線レーザ1の波長を走査することによ
り、第2の赤外線検知器12の出力から第2図(a)の
破線特性に示すようなベースラインのみのスペクトル特
性が得られる。
またはレンズ)11を介して第2の赤外線検知器12に
集光される。赤外線レーザ1の波長を走査することによ
り、第2の赤外線検知器12の出力から第2図(a)の
破線特性に示すようなベースラインのみのスペクトル特
性が得られる。
減算器13は第1の赤外線検知器10の出力から第2の
赤外線検知器12の出力を減算してその差分を信号処理
回路6に入力する。信号処理回路6に入力されたスペク
トルは両扉外線検知器10.12から変動分が相殺され
て第2図中)に示すような変動のない吸収スペクトルが
得られ、吸収率りは変動成分を含まないため濃度変換は
正確に行うことができ、このようにして得られた濃度を
表示装置7にて表示を行う。
赤外線検知器12の出力を減算してその差分を信号処理
回路6に入力する。信号処理回路6に入力されたスペク
トルは両扉外線検知器10.12から変動分が相殺され
て第2図中)に示すような変動のない吸収スペクトルが
得られ、吸収率りは変動成分を含まないため濃度変換は
正確に行うことができ、このようにして得られた濃度を
表示装置7にて表示を行う。
第3図は本発明の実施例によるガスセンサの構成図を示
す。図において、赤外線レーザ1はヘリウム循環式冷凍
機14にて約80K(絶対温度)に冷却されている。
す。図において、赤外線レーザ1はヘリウム循環式冷凍
機14にて約80K(絶対温度)に冷却されている。
ヘリウム循環式冷凍機14に封入された図示しない赤外
線レーザ1から出射された赤外線はレンズ2を介して赤
外線の平行光となり、ハーフミラ−8を介して2分割さ
れる。その一方は平面鏡21a〜21cと集光鏡22a
〜22bおよび3つの球面鏡23a〜23cにて構成さ
れる長光路セルを通過して第1の赤外線検知器10に集
光され、その出力から長光路セル中の図示しない被測定
ガス3による吸収スペクトルを測定する。
線レーザ1から出射された赤外線はレンズ2を介して赤
外線の平行光となり、ハーフミラ−8を介して2分割さ
れる。その一方は平面鏡21a〜21cと集光鏡22a
〜22bおよび3つの球面鏡23a〜23cにて構成さ
れる長光路セルを通過して第1の赤外線検知器10に集
光され、その出力から長光路セル中の図示しない被測定
ガス3による吸収スペクトルを測定する。
他の一方の分割光は、平面鏡24と集光鏡25を介して
極短距離で第2の赤外線検知器12に集光され、その出
力から被測定ガス3を含まないベースラインの吸収スペ
クトルを測定する。
極短距離で第2の赤外線検知器12に集光され、その出
力から被測定ガス3を含まないベースラインの吸収スペ
クトルを測定する。
減算器13は両扉外線検知器の出力を減算することによ
り、ベースラインの変動成分を相殺した変動のない吸収
スペクトルから透過率の差りが検出され、このhの値に
対応して信号処理回路6はガス濃度を算出し、表示装置
7にそのガス濃度を表示することができる。
り、ベースラインの変動成分を相殺した変動のない吸収
スペクトルから透過率の差りが検出され、このhの値に
対応して信号処理回路6はガス濃度を算出し、表示装置
7にそのガス濃度を表示することができる。
第4図は本発明の他の実施例の構成図を示す。
図において、31は図示しない被測定ガス3を封入した
赤外線透過窓を有するガスセル、32は前記ガスセル3
1と同一構造で被測定ガス3を封入しない空のガスセル
を示す。
赤外線透過窓を有するガスセル、32は前記ガスセル3
1と同一構造で被測定ガス3を封入しない空のガスセル
を示す。
このように、被測定ガス3の吸収スペクトルをガスセル
31を通過する赤外線だけで測定する場合には、前記赤
外線透過窓の干渉作用に起因するベースラインの変動が
発生して吸収量が安定しない欠点がある。
31を通過する赤外線だけで測定する場合には、前記赤
外線透過窓の干渉作用に起因するベースラインの変動が
発生して吸収量が安定しない欠点がある。
そこでこれを解決するために第1図の場合と同様に赤外
線レーザ1の出射光をハーフミラ−8により2分割し、
その内の1分割出射光は前記ガスセル31を通過させた
後に第1の赤外線検知器10に集光し、他の1分割出射
光は前記空のガスセル32を通過させた後に第2の赤外
線検知器12に集光し、前記第1の赤外線検知器10の
出力から前記第2の赤外線検知器12の出力を減算器1
3により減算することにより前記赤外線透過窓の干渉作
用に起因するベースラインを相殺して変動のない吸収量
を測定することができる。
線レーザ1の出射光をハーフミラ−8により2分割し、
その内の1分割出射光は前記ガスセル31を通過させた
後に第1の赤外線検知器10に集光し、他の1分割出射
光は前記空のガスセル32を通過させた後に第2の赤外
線検知器12に集光し、前記第1の赤外線検知器10の
出力から前記第2の赤外線検知器12の出力を減算器1
3により減算することにより前記赤外線透過窓の干渉作
用に起因するベースラインを相殺して変動のない吸収量
を測定することができる。
本発明のガスセンサによれば、ベースラインの変動の影
響を抑圧することができるので、高精度で安定に測定が
可能となり、耐環境性能に優れたガスセンサが実現する
。
響を抑圧することができるので、高精度で安定に測定が
可能となり、耐環境性能に優れたガスセンサが実現する
。
第1図は本発明のガスセンサの基本構成図、第2図は第
1回答部のスペクトル特性図、第3図は本発明実施例の
構成図、 第4図は本発明の他の実施例の構成図、゛第5図は従来
のガスセンサの基本構成図、第6図はガス濃度検出原理
を説明するための図を示す。 第1図において、1は赤外線レーザ、3は被測定ガス、
10は第1の赤外線検知器、12は第2の赤外線検知器
、13は減算器をそれぞれ示す。 第 111 オ1切名J弔−又穴7トルq手小主図 第211 14ヘリウムfJ劃蒙式や!J喪′ 不沁明笑腟膚I昧回 第3図 4発明/1代τ友耗g′Jn誹戊m 第4図 s5図
1回答部のスペクトル特性図、第3図は本発明実施例の
構成図、 第4図は本発明の他の実施例の構成図、゛第5図は従来
のガスセンサの基本構成図、第6図はガス濃度検出原理
を説明するための図を示す。 第1図において、1は赤外線レーザ、3は被測定ガス、
10は第1の赤外線検知器、12は第2の赤外線検知器
、13は減算器をそれぞれ示す。 第 111 オ1切名J弔−又穴7トルq手小主図 第211 14ヘリウムfJ劃蒙式や!J喪′ 不沁明笑腟膚I昧回 第3図 4発明/1代τ友耗g′Jn誹戊m 第4図 s5図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 大気中の被測定ガス(3)の吸収スペクトルを可変波長
の赤外線レーザ(1)によって測定し、前記吸収スペク
トルに基づきガス濃度の測定を行うガス検出装置におい
て、 前記赤外線レーザ(1)の出射光を2分割し、その内の
1分割出射光は前記被測定ガス(3)を通過させた後に
第1の赤外線検知器(10)に集光し、他の1分割出射
光は被測定ガスを介することなく第2の赤外線検知器(
12)に集光し、 前記第1の赤外線検知器(10)の出力から前記第2の
赤外線検知器(12)の出力を減算する減算器(13)
を設けたことを特徴とするガス検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15448686A JPS639842A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15448686A JPS639842A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ガス検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS639842A true JPS639842A (ja) | 1988-01-16 |
Family
ID=15585296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15448686A Pending JPS639842A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS639842A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10281988A (ja) * | 1997-04-09 | 1998-10-23 | Nippon Sanso Kk | ガス分析方法及びガス分析装置 |
JP2010511882A (ja) * | 2006-12-07 | 2010-04-15 | カスケイド テクノロジーズ リミテッド | 漏れ検知システム及び方法 |
WO2010055715A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社Ihi | 気体成分濃度測定装置 |
US8395771B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-03-12 | Ihi Corporation | Apparatus and method for determining concentration of gaseous component |
JP2014235103A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 日本電信電話株式会社 | 光吸収測定用レーザ光源およびそれを用いた光吸収測定装置 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP15448686A patent/JPS639842A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10281988A (ja) * | 1997-04-09 | 1998-10-23 | Nippon Sanso Kk | ガス分析方法及びガス分析装置 |
JP2010511882A (ja) * | 2006-12-07 | 2010-04-15 | カスケイド テクノロジーズ リミテッド | 漏れ検知システム及び方法 |
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JP2010117303A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Ihi Corp | 気体成分濃度測定装置 |
CN102216755A (zh) * | 2008-11-14 | 2011-10-12 | 株式会社Ihi | 气体成分浓度测定装置 |
AU2009315123B2 (en) * | 2008-11-14 | 2012-08-09 | Ihi Corporation | Apparatus for determining concentration of gaseous component |
US8395771B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-03-12 | Ihi Corporation | Apparatus and method for determining concentration of gaseous component |
JP2014235103A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 日本電信電話株式会社 | 光吸収測定用レーザ光源およびそれを用いた光吸収測定装置 |
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