JPS639844A - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
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- JPS639844A JPS639844A JP15448886A JP15448886A JPS639844A JP S639844 A JPS639844 A JP S639844A JP 15448886 A JP15448886 A JP 15448886A JP 15448886 A JP15448886 A JP 15448886A JP S639844 A JPS639844 A JP S639844A
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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、半導体レーザ方式のガス検出装置において、
例えば大気中の亜硫酸ガスＳＯ□測定の際に、大気中に
常時存在するメタンガスＣＨ，の濃度変動が、亜硫酸ガ
スＳＯ□の濃度測定値に影響を与えることを避けるため
、メタンガスＣＨ，の測定を事前に行い、亜硫酸ガスＳ
Ｏ□濃度測定値の補正を行うようにしたものである。
例えば大気中の亜硫酸ガスＳＯ□測定の際に、大気中に
常時存在するメタンガスＣＨ，の濃度変動が、亜硫酸ガ
スＳＯ□の濃度測定値に影響を与えることを避けるため
、メタンガスＣＨ，の測定を事前に行い、亜硫酸ガスＳ
Ｏ□濃度測定値の補正を行うようにしたものである。
本発明はガス検出装置に係り、特に半導体レーザ方式の
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。半導体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、それ故に耐環境性
能もまた高いことが要求されている。
要求される。半導体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、それ故に耐環境性
能もまた高いことが要求されている。
第３図は従来のガスセンサの基本構成図、第４図はガス
濃度の検出原理を説明するための図を示す。第３図にお
いて、半導体レーザ１のレーザ出射光は、レンズ２によ
り平行光線にされる。被測定ガス３を通過したレーザ光
はレンズ４でレーザ検知器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３図にお
いて、半導体レーザ１のレーザ出射光は、レンズ２によ
り平行光線にされる。被測定ガス３を通過したレーザ光
はレンズ４でレーザ検知器５に集光される。
半導体レーザ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、被測定
ガス３を通過するレーザ光の透過率を波長走査を行いな
がら測定することにより第４図に示すような被測定ガス
３の吸収スペクトルを得ることができる。以下第４図を
参照しながら第３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、被測定
ガス３を通過するレーザ光の透過率を波長走査を行いな
がら測定することにより第４図に示すような被測定ガス
３の吸収スペクトルを得ることができる。以下第４図を
参照しながら第３図の説明を行う。
第４図は被測定ガス３に例えば亜硫酸ガスｓ０２を選ん
だ場合の前記吸収スペクトルの一例を示す。
だ場合の前記吸収スペクトルの一例を示す。
この図は縦軸にレーザ光の被測定ガス３に対する透過率
をとり、横軸にレーザ光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。この亜硫酸ガ
スＳｏｔのスペクトル特性は波長４において透過率の最
小点Ｐがあり、波長λ１とｋにおいてそれぞれ透過率の
ピーク点Ｑ、 Ｒが存在する。
をとり、横軸にレーザ光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。この亜硫酸ガ
スＳｏｔのスペクトル特性は波長４において透過率の最
小点Ｐがあり、波長λ１とｋにおいてそれぞれ透過率の
ピーク点Ｑ、 Ｒが存在する。
最小点Ｐは、被測定ガスの亜硫酸ガスＳＯ，が存在する
ためにこれを通過したレーザ光が吸収されるため、その
透過率が減少したものであって、亜硫酸ガスＳＯ□の存
在がなければ吸収作用は受けず、スペクトル特性はＱ点
とＲ点を結ぶ直線となる筈である。この直線をベースラ
インと呼称する。
ためにこれを通過したレーザ光が吸収されるため、その
透過率が減少したものであって、亜硫酸ガスＳＯ□の存
在がなければ吸収作用は受けず、スペクトル特性はＱ点
とＲ点を結ぶ直線となる筈である。この直線をベースラ
インと呼称する。
第３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烏の位置Ｐ°から前記最小
点Ｐまでの間の透過率の差りを求める。
Ｒを結ぶ線上における波長烏の位置Ｐ°から前記最小
点Ｐまでの間の透過率の差りを求める。
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
を表示装置゛７にて濃度表示を行う。
係数を乗算して濃度を算出することができ、その算出値
を表示装置゛７にて濃度表示を行う。
半導体レーザ方式のガスセンサにおいては、例えば大気
中の亜硫酸ガスｓｏ！の濃度を測定する場合において、
第４図に示したベースラインＱＲは、大気中に常時存在
する妨害ガス（例えばメタンガスＣＨ，）の影響を受け
て直線とならない場合がある０例えばベースラインは第
５図に示すスペクトル特性の破線ＱＰ″Ｒのようになっ
て波長４に対応するｐＨ点の透過率がメタンガスＣ１１
ｍの濃度により上下に変動する。
中の亜硫酸ガスｓｏ！の濃度を測定する場合において、
第４図に示したベースラインＱＲは、大気中に常時存在
する妨害ガス（例えばメタンガスＣＨ，）の影響を受け
て直線とならない場合がある０例えばベースラインは第
５図に示すスペクトル特性の破線ＱＰ″Ｒのようになっ
て波長４に対応するｐＨ点の透過率がメタンガスＣ１１
ｍの濃度により上下に変動する。
このため被測定ガスの吸収線である波長４での透過率の
差の測定値りは、メタンガスＣＨオの吸収による誤差Δ
ｈを含むことになり、被測定ガスの吸収による真価（ｈ
−Δｈ）からずれ、かつ誤差Δｈの値が変動する欠点が
あった。
差の測定値りは、メタンガスＣＨオの吸収による誤差Δ
ｈを含むことになり、被測定ガスの吸収による真価（ｈ
−Δｈ）からずれ、かつ誤差Δｈの値が変動する欠点が
あった。
これを解決するためには、亜硫酸ガスＳｏｗの測定に使
用する吸収線としてメタンガスＣＨ４の吸収線と重なり
の無い半導体レーザを選ぶことが考えられるが、この場
合半導体レーザの素子選択における歩留まりが悪くなり
、かつ高コストになる欠点がある。
用する吸収線としてメタンガスＣＨ４の吸収線と重なり
の無い半導体レーザを選ぶことが考えられるが、この場
合半導体レーザの素子選択における歩留まりが悪くなり
、かつ高コストになる欠点がある。
本発明は上記従来の欠点に鑑みて創作されたもので、低
コストで容易に妨害ガスの誤差を補正可能なガスセンサ
の提供を目的とする。
コストで容易に妨害ガスの誤差を補正可能なガスセンサ
の提供を目的とする。
本発明のガス検出装置は第１図の原理図に示すように、
大気中の被測定ガス３の吸収スペクトルを半導体レーザ
１１の出射光によって測定することにより前記被測定ガ
ス３の濃度測定を行うガス検出装置において、前記被測
定ガス３に含まれる妨害ガスのみを検出する半導体レー
ザ１２を用いてあらかじめ妨害ガスの濃度を測定すると
共に、前記妨害ガスの濃度に対応する前記被測定ガス３
の濃度のオフセット量をあらかじめ記憶させた記憶回路
９を設け、 前記被測定ガス３の濃度測定値から前記オフセット量を
減算器１０にて減算補正することを特徴とする。
大気中の被測定ガス３の吸収スペクトルを半導体レーザ
１１の出射光によって測定することにより前記被測定ガ
ス３の濃度測定を行うガス検出装置において、前記被測
定ガス３に含まれる妨害ガスのみを検出する半導体レー
ザ１２を用いてあらかじめ妨害ガスの濃度を測定すると
共に、前記妨害ガスの濃度に対応する前記被測定ガス３
の濃度のオフセット量をあらかじめ記憶させた記憶回路
９を設け、 前記被測定ガス３の濃度測定値から前記オフセット量を
減算器１０にて減算補正することを特徴とする。
被測定ガスの濃度測定に先立って妨害ガス測定用半導体
レーザ１２の出射光を光路切換装置１３を介して被測定
ガス３に含まれる妨害ガスを通過せしめ、レーザ検知器
５を介して得られる吸収スペクトルによって信号処理回
路８で妨害ガスのみの濃度を算出する。
レーザ１２の出射光を光路切換装置１３を介して被測定
ガス３に含まれる妨害ガスを通過せしめ、レーザ検知器
５を介して得られる吸収スペクトルによって信号処理回
路８で妨害ガスのみの濃度を算出する。
記憶回路９には妨害ガスの各濃度に対応する被測定ガス
の濃度のオフセット量のデータが格納されていて、信号
処理回路８から出力された妨害ガスの濃度値をアドレス
としてこれに対応するオフセット値を減算器１０に対し
て出力する。
の濃度のオフセット量のデータが格納されていて、信号
処理回路８から出力された妨害ガスの濃度値をアドレス
としてこれに対応するオフセット値を減算器１０に対し
て出力する。
つぎに被測定ガス用の半導体レーザ１１に光路を切換え
、妨害ガスを含む被測定ガスを通過せしめ、レーザ検知
器５を介して得られる吸収スペクトルから信号処理回路
８において妨害ガスを含む被測定ガスの濃度を算出し、
これを減算器１０に出力する。
、妨害ガスを含む被測定ガスを通過せしめ、レーザ検知
器５を介して得られる吸収スペクトルから信号処理回路
８において妨害ガスを含む被測定ガスの濃度を算出し、
これを減算器１０に出力する。
減算器１０は妨害ガスを含む被測定ガスの濃度から前記
オフセット量を減算して補正された被測定ガスの真の濃
度を出力し、この値を表示装置７により表示する。
オフセット量を減算して補正された被測定ガスの真の濃
度を出力し、この値を表示装置７により表示する。
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２図は本発明実施例の構成図を示す。図において、１
４はヘリウム循環式冷凍機であってこの冷凍機内には、
被測定ガス用の半導体レーザ１１と、妨害ガス測定用の
半導体レーザ１２とが格納され、かつ約８０Ｋ （ｗＡ
対温度）の所要温度に冷却されている。
４はヘリウム循環式冷凍機であってこの冷凍機内には、
被測定ガス用の半導体レーザ１１と、妨害ガス測定用の
半導体レーザ１２とが格納され、かつ約８０Ｋ （ｗＡ
対温度）の所要温度に冷却されている。
被測定ガス用の半導体レーザ１１の発振波長帯域は被測
定ガスおよび妨害ガス両者の吸収線に重なりのあるもの
を選び、妨害ガス測定用の半導体レーザ１２の吸収線に
は被測定ガスの吸収線の重なりの無いものを選ぶ。
定ガスおよび妨害ガス両者の吸収線に重なりのあるもの
を選び、妨害ガス測定用の半導体レーザ１２の吸収線に
は被測定ガスの吸収線の重なりの無いものを選ぶ。
光路切換装置１３はレンズ２を所望の半導体レーザの位
置に移動させるか、または所望の半導体レーザをレンズ
２の位置に移動させてもよい。
置に移動させるか、または所望の半導体レーザをレンズ
２の位置に移動させてもよい。
１５はハーフミラ−であってレンズ２を透過したレーザ
光を２分割し、その一方は２１８〜２１ｅからなる平面
鏡２１と、レンズ２２および２３ａ〜２３Ｃからなる球
面鏡２３にて構成される長光路セルを通過し、レンズ４
を介してレーザ検知器５に集光される。
光を２分割し、その一方は２１８〜２１ｅからなる平面
鏡２１と、レンズ２２および２３ａ〜２３Ｃからなる球
面鏡２３にて構成される長光路セルを通過し、レンズ４
を介してレーザ検知器５に集光される。
レーザ検知器５の出力は第１図にて説明した信号処理回
路８および記憶回路９を経由して減算器１０に至る。
路８および記憶回路９を経由して減算器１０に至る。
ハーフミラ−１５で２分割された他のレーザ光は２４ａ
〜２４ｂからなる平面鏡２４を介して基準ガスセル２５
に入射される。基準ガスセル２５には既知濃度の被測定
ガスが封入されている。基準ガスセル２５を透過したレ
ーザ光はレンズ２６を介してレーザ検知器２７に集光さ
れ、その出力から得られる吸収スペクトルによって信号
処理回路２８は同一環境温度における基準ガスセル２５
の濃度を出力する。
〜２４ｂからなる平面鏡２４を介して基準ガスセル２５
に入射される。基準ガスセル２５には既知濃度の被測定
ガスが封入されている。基準ガスセル２５を透過したレ
ーザ光はレンズ２６を介してレーザ検知器２７に集光さ
れ、その出力から得られる吸収スペクトルによって信号
処理回路２８は同一環境温度における基準ガスセル２５
の濃度を出力する。
被測定ガスの濃度測定に際しては、その測定に先立ち光
路切換装置１３を妨害ガス測定用の半導体レーザ１２に
切換え、この出射光を前記長光路セルを通過せしめるこ
とにより図示しない長光路セルの区間に存在する妨害ガ
スを含む被測定ガスに通過させてレーザ検知器５に検出
し、この出力から得られる妨害ガスの吸収スペクトルに
よって信号処理回路８は妨害ガスのみの濃度を記憶回路
９に出力する。
路切換装置１３を妨害ガス測定用の半導体レーザ１２に
切換え、この出射光を前記長光路セルを通過せしめるこ
とにより図示しない長光路セルの区間に存在する妨害ガ
スを含む被測定ガスに通過させてレーザ検知器５に検出
し、この出力から得られる妨害ガスの吸収スペクトルに
よって信号処理回路８は妨害ガスのみの濃度を記憶回路
９に出力する。
記憶回路９は前記妨害ガスの濃度をアドレスとして被測
定ガスのオフセット濃度を減算器１０に入力する。
定ガスのオフセット濃度を減算器１０に入力する。
つぎに、光路切換装置１３を被測定ガス用の半導体レー
ザ１１に切換え、この出射光を前記長光路セルを通過せ
しめることにより図示しない長光路セルの区間に存在す
る妨害ガス含みの被測定ガスをレーザ検知器５に検出し
、この出力から得られる吸収スペクトルによって信号処
理回路８は妨害ガス含みの被測定ガスの濃度を減算器１
０に入力する。
ザ１１に切換え、この出射光を前記長光路セルを通過せ
しめることにより図示しない長光路セルの区間に存在す
る妨害ガス含みの被測定ガスをレーザ検知器５に検出し
、この出力から得られる吸収スペクトルによって信号処
理回路８は妨害ガス含みの被測定ガスの濃度を減算器１
０に入力する。
減算器１０は、入力された妨害ガス含みの被測定ガスの
濃度からオフセットｔｍ度を減算してその結果を除算器
２９に入力する。この場合記憶回路９の出力は妨害ガス
のスペクトルの波長によっては負符号のオフセット濃度
もあり得るので加算することもある。除算器２９は信号
処理回路２８から入力される基準ガスセルの濃度をもっ
て前記減算器１０が出力する被測定ガスの濃度を除算し
正確な被測定ガスの濃度を表示装置７により表示するこ
とができる。
濃度からオフセットｔｍ度を減算してその結果を除算器
２９に入力する。この場合記憶回路９の出力は妨害ガス
のスペクトルの波長によっては負符号のオフセット濃度
もあり得るので加算することもある。除算器２９は信号
処理回路２８から入力される基準ガスセルの濃度をもっ
て前記減算器１０が出力する被測定ガスの濃度を除算し
正確な被測定ガスの濃度を表示装置７により表示するこ
とができる。
以上詳細に説明したように本発明のガス検出装置によれ
ば、大気中に濃度が変動する妨害ガスが存在する場合で
も安定な被測定ガスの濃度を測定することができる。
ば、大気中に濃度が変動する妨害ガスが存在する場合で
も安定な被測定ガスの濃度を測定することができる。
第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は本
発明実施例の構成図、 第３図は従来のガスセンサの基本構成図、第４図は従来
のガス濃度検出原理を説明するための図、 第５図は妨害ガスに起因する濃度誤差の説明図を示す。 第１図において、３は被測定ガス、９は記憶回路、１０
は減算器、１１は被測定ガス用半導体レーザ、１２は妨
害ガス測定用半導体レーザをそれぞれ示す。 ？ト発り月／ｌ原ｆｆＧり 第１図 本発ｅＨ定）ｋ例偽壜代図 第２図 叶／ｌ？ｘｔ＞ｔＪｊ！ＪｌｋＲ”Ｏ 第３図 １７７７一ス３羞虞才史止４Ｔａσ 第４図 ｉｔ轡〃°ズＩ：μ因７３５農ｆ飴謹えのτｉｅ月図第
５図
発明実施例の構成図、 第３図は従来のガスセンサの基本構成図、第４図は従来
のガス濃度検出原理を説明するための図、 第５図は妨害ガスに起因する濃度誤差の説明図を示す。 第１図において、３は被測定ガス、９は記憶回路、１０
は減算器、１１は被測定ガス用半導体レーザ、１２は妨
害ガス測定用半導体レーザをそれぞれ示す。 ？ト発り月／ｌ原ｆｆＧり 第１図 本発ｅＨ定）ｋ例偽壜代図 第２図 叶／ｌ？ｘｔ＞ｔＪｊ！ＪｌｋＲ”Ｏ 第３図 １７７７一ス３羞虞才史止４Ｔａσ 第４図 ｉｔ轡〃°ズＩ：μ因７３５農ｆ飴謹えのτｉｅ月図第
５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半導体レ
ーザ（１１）の出射光によって測定することにより前記
被測定ガス（３）の濃度測定を行うガス検出装置におい
て、 前記被測定ガス（３）に含まれる妨害ガスの濃度を、あ
らかじめ測定すると共に、 前記妨害ガスの濃度に対応する前記被測定ガス（３）の
濃度のオフセット量をあらかじめ記憶させた記憶回路（
９）を設け、 前記被測定ガス（３）の濃度測定値から前記オフセット
量を減算補正することを特徴とするガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15448886A JPS639844A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15448886A JPS639844A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ガス検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639844A true JPS639844A (ja) | 1988-01-16 |
Family
ID=15585340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15448886A Pending JPS639844A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS639844A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011149965A (ja) * | 2011-05-13 | 2011-08-04 | Horiba Ltd | 吸光分析計 |
| JP2011191246A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Fuji Electric Co Ltd | レーザ式ガス分析計 |
| JP2020038098A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 株式会社島津製作所 | ガス吸収分光装置、及びガス吸収分光方法 |
| JP2021173717A (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | 株式会社四国総合研究所 | ガス濃度測定装置およびガス濃度測定方法 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP15448886A patent/JPS639844A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011191246A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Fuji Electric Co Ltd | レーザ式ガス分析計 |
| JP2011149965A (ja) * | 2011-05-13 | 2011-08-04 | Horiba Ltd | 吸光分析計 |
| JP2020038098A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 株式会社島津製作所 | ガス吸収分光装置、及びガス吸収分光方法 |
| JP2021173717A (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | 株式会社四国総合研究所 | ガス濃度測定装置およびガス濃度測定方法 |
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