KR101803676B1 - 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치 - Google Patents

컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101803676B1
KR101803676B1 KR1020170008888A KR20170008888A KR101803676B1 KR 101803676 B1 KR101803676 B1 KR 101803676B1 KR 1020170008888 A KR1020170008888 A KR 1020170008888A KR 20170008888 A KR20170008888 A KR 20170008888A KR 101803676 B1 KR101803676 B1 KR 101803676B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
infrared
light source
gas
sample gas
infrared ray
Prior art date
Application number
KR1020170008888A
Other languages
English (en)
Inventor
김조천
Original Assignee
건국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 건국대학교 산학협력단 filed Critical 건국대학교 산학협력단
Priority to KR1020170008888A priority Critical patent/KR101803676B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101803676B1 publication Critical patent/KR101803676B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
    • G01N21/61—Non-dispersive gas analysers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 광손실 및 검출기 감도 저하를 방지할 수 있는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치에 관한 것이다. 이를 위해, 적외선 광원(100); 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200); 적외선 광원(100)과 상기 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300); 제로가스(300) 전방에 위치하며, 상기 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 원하는 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400); 광학필터(400) 전방에 위치하며, 광학필터(400)를 통과한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 및 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600)를 포함하고, 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고, 반사체(501), 흡수체(502) 및 중공부(503)는 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며, 반사체(501)로 조사되는 적외선은 적외선 검출기(200)로 반사되고, 중공부(503)로 조사되는 적외선은 시료가스챔버(600)를 경유한 후 적외선 검출기(200)로 반사된다.

Description

컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치{Compact type NDIR gas analyzer}
본 발명은 비분산 적외선 가스 분석장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광손실 및 검출기 감도 저하를 방지할 수 있는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치에 관한 것이다.
현대 산업사회의 급속한 발전은 인류의 삶의 질을 향상시키게 해준 반면, 무분별한 자연훼손 및 개발로 인해 여러 가지 환경문제를 야기하였다. 특히, 급격한 산업 발달에 따른 에너지 소비 증가로 인해 대기 오염가스 배출이 급증하였고, 이로 인한 오염문제는 심각한 상황에 직면하고 있다.
따라서, 이를 막기 위해서는 공장 또는 자동차 배기관 등 각종 배출오염원들로부터 배출되는 가스의 종류와 농도를 파악하는 것이 필수적이다.
이러한 기체의 성분 및 농도를 측정하는 방식으로는 비분산 적외선(Non-Dispersive Infrared absorption: NDIR)분석법이 많이 이용되고 있다. 비분산 적외선 분석법을 이용한 가스 분석기는 가스 분자가 특정 파장의 광(적외선)을 흡수하는 특성을 이용하여 농도에 대한 광 흡수율을 측정함으로써 가스 농도를 구하는 방식이다. 즉, 특정 가스 분자는 특정 파장대의 광만을 흡수하는 특성이 있기 때문에, 가스 분자에 여러 파장의 광을 조사하고 이 중 가스 분자가 흡수하는 파장대의 광만 필터로 걸러내어 측정하는 것이다.
비분산 적외선 가스 분석기는 광 검출기에 해당 파장만을 투과시키는 광학필터만 부착하면 되므로 분산 방식에 비하여 시스템이 간단하고 비용이 적게 소요되며, 또 가스 선택성 및 측정 신뢰성이 높다는 장점이 있다.
일반적으로 사용되고 있는 비분산 적외선 가스 분석기는 적외선 광원, 회전섹터, 적외선 검출기, 광학필터 및 시료가스챔버를 포함하고 있다. 적외선 광원에서 조사된 빛은 시료가스챔버 내의 측정 대상가스분자와 접촉하게 되며 특정 파장영역의 빛이 가스 분자에 의해 흡수된다. 측정하고자 하는 대상가스 농도가 높을수록 흡수되는 광량은 많아지고, 검출기의 출력 전압은 낮아지는 원리를 이용하여 가스 농도를 측정할 수 있다.
그러나 비분산 적외선 가스 분석기는 시간이 경과함에 따른 적외선 광원의 열화로 인해 광 손실을 발생시킬 뿐만 아니라 초기 입사되는 광의 세기 변화에 따른 측정값의 편차가 발생하게 되고, 또 검출기의 감도 저하 및 외부 환경에 따라 정확한 측정값을 얻을 수 없다. 따라서 이를 보정하기 위해 수시로 교정을 수행하거나, 전처리 및 관리 시설을 추가적으로 구비해야 하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술인 한국공개특허공보 제 2009-0034668호에는 SPAN 가스를 충전한 비교셀을 기준셀 및 시료셀에 추가로 설치하고, 시료가스를 분석하는 과정에서 기준셀과 시료셀을 통과한 적외선을 이용하여 측정한 측정값, 기준셀과 비교셀을 통과한 적외선을 이용하여 측정한 측정값, 및 비교셀과 시료셀을 통과한 적외선을 이용하여 측정한 측정값을 이용하여, 실시간으로 영점편차와 스팬편차를 동시에 보정할 수 있는 NDIR 가스 분석기가 개시되어 있다.
그러나, 광 손실 및 기타 외부 환경에 따른 측정값의 편차를 보정 할 수는 있으나, 분석 센서의 최저 및 최고 눈금값을 교정하는 기준셀 및 비교셀을 구비하고 있어 시료의 성분 및 농도의 측정값을 얻는 시간이 길어질 뿐만 아니라 전체적인 장치의 크기가 커짐에 따라 추가적인 경제적 비용이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 가스 분석기에 비하여 간단하면서도, 기타 외부 환경 변화로 인하여 발생하는 측정값의 편차를 보정할 수 있어 대기오염물질의 성분 및 농도 분석치에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 유지 보수가 용이한 비분산 적외선 가스 분석장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시예로서, 적외선 광원(100); 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200); 적외선 광원(100)과 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300); 제로가스(300) 전방에 위치하며, 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 원하는 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400); 광학필터(400) 전방에서 적외선에 수직하게 위치하며, 광학필터(400)를 통과한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 및 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600)를 포함하고, 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고, 반사체(501), 흡수체(502) 및 중공부(503)는 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며, 반사체(501)로 조사되는 적외선은 적외선 검출기(200)로 반사되고, 중공부(503)로 조사되는 적외선은 시료가스챔버(600)를 경유한 후 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치가 제공된다.
또 다른 실시예로서, 적외선 광원(100); 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200); 적외선 광원(100)과 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300); 적외선 광원(100)과 제로가스(300) 사이에 위치하며, 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 원하는 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400); 제로가스(300) 전방에서 적외선에 수직하게 위치하며, 제로가스(300)를 통과한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 및 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600)를 포함하고, 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고, 반사체(501), 흡수체(502) 및 중공부(503)는 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며, 반사체(501)로 조사되는 적외선은 적외선 검출기(200)로 반사되고, 중공부(503)로 조사되는 적외선은 시료가스챔버(600)를 경유한 후 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치가 제공된다.
또 다른 실시예로서, 적외선 광원(100); 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200); 적외선 광원(100)과 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300); 제로가스(300) 전방에서 적외선에 수직하게 위치하며, 제로가스(300)를 통과한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600); 및 회전섹터(500)와 시료가스챔버(600) 사이에 위치하며, 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 원하는 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400)를 포함하고, 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고, 반사체(501), 흡수체(502) 및 중공부(503)는 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며, 반사체(501)로 조사되는 적외선은 적외선 검출기(200)로 반사되고, 중공부(503)로 조사되는 적외선은 시료가스챔버(600)를 경유한 후 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치가 제공된다.
또 다른 실시예로서, 적외선 광원(100); 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200); 적외선 광원(100)과 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300); 적외선 검출기(200)와 제로가스(300)사이에 위치하며, 적외선 검출기(200)로 유입되는 적외선중 특정 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400); 제로가스(300) 전방에서 적외선에 수직하게 위치하며, 제로가스(300)를 경유한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 및 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600)를 포함하고, 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고, 반사체(501), 흡수체(502) 및 중공부(503)는 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며, 반사체(501)로 조사되는 적외선은 적외선 검출기(200)로 반사되고, 중공부(503)로 조사되는 적외선은 시료가스챔버(600)를 경유한 후 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스분석장치가 제공된다.
또한, 회전섹터(500)는 반사체(501), 흡수체(502) 및 중공부(503)가 상호 인접 배치되어 하나의 그룹을 형성하되, 상기와 같은 동일한 그룹이 2개 이상 구비된다.
또한, 회전섹터(500)는 흡수체(502) 및 중공부(503)가 상호 인접 배치되어 하나의 그룹을 형성하되, 상기와 같은 동일한 그룹이 2개 이상 구비되고, 반사체(501)는 하나만 구비된다.
또한, 광학필터(400)는 제거하는 파장 대역이 상이한 다수개의 단위필터로 구비된 것이 바람직하다.
또한, 다수개의 단위필터는 원주방향으로 배열되거나 직선방향으로 배열될 수 있다.
또한, 다수개의 단위필터는 회전섹터(500)와 함께 회전 가능하다.
또한, 시료가스챔버(600)는, 분석하고자 하는 시료가스가 유입되는 가스 유입구(601); 유입된 시료가스가 배출되는 가스 유출구(602); 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선이 적외선 검출기(200)로 반사시키는 제 1 오목거울(603)과 제 2 오목거울(604); 회전섹터(500)를 통과한 적외선을 시료가스챔버(600)로 투과시키는 제 1 투명창(605); 및 시료가스챔버(600)를 경유한 적외선을 적외선 검출기(200)로 투과시키는 제 2 투명창(606)이 포함된다.
또한, 시료가스챔버(600)는, 분석하고자 하는 시료가스가 유입되는 가스 유입구(601); 유입된 시료가스가 배출되는 가스 유출구(602); 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선이 상기 적외선 검출기(200)로 반사시키는 제 1 오목거울(603)과 제 2 오목거울(604); 및 회전섹터(500)와 시료가스챔버(600) 사이에서 적외선이 통과하는 제 3 투명창(608);이 포함된다.
또한, 제 1 오목거울(603)은 시료가스챔버(600)의 일측에 구비되고, 제 2 오목거울(604)은 제 1 오목거울(603)에 대향하도록 한쌍이 구비된다.
본 발명에 따른 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치는 1개의 제로가스를 사용하기 때문에 전체적인 장치의 소규모가 가능하다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 가스 분석장치는 영점편차를 보정하는 광의 경로가 짧기 때문에 측정시간을 단축시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 분석장치는 적외선 검출기로 이동하는 적외선을 주기적으로 단속시킬 수 있어 장치의 수명을 연장시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 분석장치는 다종의 오염가스를 쉽게 측정할 수 있다는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1a는 본 발명에 따라 화이트 셀이 적용된 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치의 평면도,
도 1b는 본 발명에 따라 헤리오(Herriott) 셀이 적용된 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치의 평면도,
도 2는 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 1 실시예를 나타내는 개략적인 구성도,
도 3은 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 2 실시예를 나타내는 개략적인 구성도,
도 4는 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 3 실시예를 나타내는 개략적인 구성도,
도 5a는 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 4 실시예를 나타내는 개략적인 구성도,
도 5b는 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 5 실시예를 나타내는 개략적인 구성도,
도 6은 도 1에 도시된 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치의 개략적인 사시도,
도 7a은 회전섹터의 제 1 실시예를 나타내는 정면도,
도 7b는 회전섹터의 제 2 실시예를 나타내는 정면도,
도 8은 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 1 실시예,
도 9는 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 2 실시예,
도 10은 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 3 실시예,
도 11은 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 4 실시예이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치에 관하여 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따라 화이트 셀이 적용된 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치의 평면도이고, 도 1b는 본 발명에 따라 헤리오(Herriott) 셀이 적용된 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치의 평면도이다. 본 발명은 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치는 도 1a와 같은 화이트 셀 방식 또는 도 1b와 같은 헬리오 셀 방식에도 모두 적용 가능하다.
도 2는 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 1 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이며, 도 6은 도 1에 도시된 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치의 개략적인 사시도이다.
도 1a, 도 1b, 도 2 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치는 적외선 광원(100), 적외선 검출기(200), 제로가스(300), 광학필터(400), 회전섹터(500) 및 시료가스챔버(600)를 포함하고 있다. 참고로, 적외선 광원(100)으로부터 빛이 조사되는 방향을 "전방"이라고 정의한다.
시료가스챔버(600)는 가스 유입구(601), 가스 유출구(602), 제 1 오목거울(603), 제 2 오목거울(604), 제 1 투명창(605), 제 2 투명창(606) 및 반사경(607)을 포함한다.
가스 유입구(601)는 분석대상 시료가스를 챔버(600)로 유입시키기 위한 것이고, 가스 유출구(602)는 측정이 완료된 가스를 챔버(600) 외부로 유출시키기 위한 것이다. 이렇게 유입구(601)와 유출구(602)를 함께 구비하게 되면 분석하고자 하는 가스의 연속적인 측정이 가능하다.
제 1 오목거울(603), 제 2 오목거울(604) 및 반사경(607)은 도시한 바와 같이, 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선을 시료가스와 접촉시킨 후 다시 적외선 검출기(200)로 반사시키는 작용을 수행한다. 제 1 오목거울(603)은 시료가스챔버(600)의 일측 내벽에 설치되고, 제 2 오목거울(604)은 한쌍으로 구성되며, 시료가스챔버(600)의 타측 내벽에 설치되어 제 1, 2 오목거울(603, 604)는 상호 마주볼 수 있는 구성이다.
반사경(607)은 제 1 투명창(605)을 통해 진입한 빛을 제 1 오목거울(603)로 반사하고, 제 2 오목거울(604)과 제 1 오목거울(603)을 순차적으로 경유한 빛을 제 2 투명창(606)으로 조사하도록 각도와 곡률이 정해진다.
제 1 투명창(605)은 회전섹터(500)를 통과한 적외선을 시료가스챔버(600)로 투과시키며, 제 2투명창(606)은 시료가스챔버(600)를 경유한 적외선을 적외선 검출기(200)로 투과시키기 위함이다. 여기서, 시료가스챔버(600)는 기체의 유입 및 유출을 가능하게 하는 공간부를 가진 형상이라면 특별히 제한하지 않으나, 시료가스챔버(600) 내부 표면은 시료가스 성분에 의해 부식되거나 반응하지 않으며 내부 표면이 매끄러운 것이 바람직하다.
각 구성들을 좀더 구체적으로 설명하면, 적외선 광원(100)은 시료가스챔버(600)의 오염가스를 측정하기 위한 적외선을 발생시키는 장치이다. 적외선 광원(100)은 같은 평면상에서 후술할 적외선 검출기(200)와 소정 간격(L) 이격 배치되되, 도면상 가상의 가로축을 기준으로 적외선 검출기(200)와 동일선상에 배치될 수 있다.
이러한 적외선 광원(100)은 인쇄 회로 기판(미도시)위에 배치될 수 있으며, 인쇄 회로 기판은 다른 유형의 기계적 지지물 및/또는 전자 연결부의 형상이라면 특별히 제한하지 않는다. 또한, 적외선 광원(100)은 특정 시료가스(620)가 흡수하는 영역의 적외선을 방출할 수 있다면 특별히 제한하지 않는다. 적외선 광원(100)은 니크롬선 또는 탄화규소의 저항체에 전류를 흘려 적외선을 발생시키는 것이 바람직하나 동일한 기능을 수행할 수 있는 구성이라면 특별히 제한하지 않는다. 특히, 적외선 광원(100)은 점광원일 수도 있고, 선광원일 수도 있다.
적외선 검출기(200)는 전술한 바와 같이 적외선 광원(100)과 소정 간격 이격 배치되어 있으며, 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선이 제로가스(300)와 시료가스챔버(600)를 경유하거나, 제로가스(300)를 통과한 이후 회전섹터(500)의 반사체(501)에 반사되어 되돌아오는 광량을 측정하는 기능을 수행하며, 이와 같은 적외선의 이동경로 및 검출원리의 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 제로가스(300)는 적외선 광원(100)과 적외선 검출기(200)의 전방에 위치한다. 이러한 제로가스(300)는 적외선을 흡수하지 않는 기체이며, 적외선의 세기가 외부 환경이나 시간이 경과함에 따라 변화할 수 있는 적외선의 세기, 즉 영점편차를 보정하여 분석계의 최저 눈금값을 교정하기 위함이다. 여기서, 제로가스(300)는 불활성 기체인 질소나 아르곤가스인 것이 바람직하나, 적외선과 반응성이 없는 기체라면 특별히 제한하지 않는다.
광학필터(400)와 회전섹터(500)는 시간의 경과에 따른 광 손실과 검출기의 감도 저하로 인해 발생하는 측정값의 편차를 줄일 수 있어 기체상 오염 물질의 성분 및 농도를 정밀하게 분석하는 것을 가능하게 한다. 광학필터(400)는 시료가스 중에 포함되어 있는 특정성분을 분석하기 위하여, 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 특정성분을 제외한 나머지 간섭성분가스의 적외선 흡수파장 대역을 제거하고, 특정성분이 흡수할 수 있는 고유의 적외선 흡수파장 대역을 투과시키는 역할을 수행한다.
이러한 광학필터(400)는 설치되는 위치에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다. 도 2는 도 1a 및 도 1b의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 1 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 도 2와 같은 제 1 실시예에서, 광학필터(400)는 제로가스(300)와 회전섹터(500) 사이에 구비된다. 바람직한 구성으로, 광학필터(400)는 회전섹터(500)와 하나의 몸체로 연결되는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 2 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 도 3과 같은 제 2 실시예에서, 광학필터(400)는 제로가스(300)와 적외선 광원(100) 사이에 구비된다.
도 4는 도 1a 및 도 1b의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 3 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 도 4와 같은 제 3 실시예에서, 광학필터(400)는 회전섹터(500)와 시료가스챔버(600)사이, 더 상세하게는 시료가스챔버(600)의 제 1 투명창(605)에 구비된다. 대안적으로, 광학필터(400)는 회전섹터(500)와 하나의 몸체로 연결되거나, 공지의 탈부착방식을 통하여 시료가스챔버(600)에 탈부착 고정될 수 있다.
도 5a는 도 1a 및 도 1b의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 4 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 도 5a와 같은 제 4 실시예에서, 광학필터(400)는 제로가스(300)와 적외선 검출기(200) 사이에 구비된다. 회전섹터(500)는 반사체(501)에 의해 적외선이 제로가스(300)를 거치고 적외선 검출기(200)로 반사되는 적외선의 경로를 가지기 위해 다음의 [수학식 1]에 따라 회전섹터(500)를 배치 및 설계한다.
[수학식 1]
L = a × tan (α)
[수학식 1]에서 L은 적외선 광원(100)과 적외선 검출기(200) 사이의 길이를 나타내고, a는 적외선 광원(100)과 회전섹터(500) 사이의 길이를 나타내며, α는 적외선 광원(100)으로부터 발생한 적외선이 반사체(501)에 의해 반사되어 적외선 검출기(200)로 입사되는 각도를 나타낸다. [수학식 1]에서 α을 사전에 설정하고, 이를 [수학식 1]에 대입하였을 경우 얻어지는 L 및 a값을 결정하여 회전섹터(500)를 배치 및 설계할 수 있다.
도 5b는 도 1의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 5 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 광학필터(400)는 디스크 형태로 구성되어 모터축(710)과 함께 회전한다.
도 6은 도 1a 및 도 1b에 도시된 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치의 개략적인 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 회전섹터(500)는 모터(700)와 연결된 모터축(710)에 의해 회전 가능한 구성이다. 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 적외선 광원의 조사방향에 대해 수직하게 배치되는 것을 포함한다. 이러한 회전섹터(500)는 회전하면서 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선을 단속광으로 변조시키는 기능을 수행한다.
도 7a는 회전섹터(500)의 제 1 실시예를 나타내는 정면도이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 회전섹터(500)는 원통형상으로, 구체적으로는 원통의 하부면은 개방되고 상부면에는 반사체(501), 흡수체(502) 및 중공부(503)가 교번되도록 구비된다. 여기서 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선과 회전섹터(500)에 포함된 흡수체(502) 및 중공부(503)와 연속적으로 접촉시키기 위하여, 회전섹터(500)를 회전시킬 수 있는 수단인 모터(700)가 더 구비될 수 있다.
도 7b는 회전섹터(500)의 제 2 실시예를 나타내는 정면도이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 회전섹터(500)는 원통형상으로, 구체적으로는 원통의 하부면은 개방되고 상부면에는 흡수체(502) 및 중공부(503)가 교번되도록 구비되고, 하나의 반사체(501)만을 구비한다. 하나의 반사체(501)만으로도 적외선 검출기(200)의 검출이 충분하며, 반사체(501)가 지나치게 많을 경우 적외선 검출기(200)로 유입되는 광량이 과다하여 쉽게 열화되므로서 수명이 단축될 수 있기 때문이다.
회전섹터(500)의 각 구성별 기능에 대해 자세히 설명하면, 반사체(501)는 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선을 제로가스(300)를 경유하여 적외선 검출기(200)로 난반사 또는 반사시킴으로써, 광 손실로 인해 발생하는 초기 광의 세기 변화에 따른 측정값의 편차를 보정하는 기능을 수행한다. 특히 적외선 광원(100)과 회전섹터(500) 사이에 1개의 제로가스(300)만을 설치하기 때문에, 기존 적외선 분석장치에 비해 전체적인 크기를 줄일 수 있어 경제적일 뿐만 아니라 분석계(미도시)의 최저 눈금값 교정기능도 함께 수행할 수 있다.
흡수체(502)는 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선을 흡수하는 기능을 수행한다. 즉, 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선이 흡수체(502)와 접하게 되면, 적외선 검출기(200)로 적외선이 이동하지 않기 때문에 지속적인 적외선 접촉에 따른 적외선 검출기(200)의 열화를 방지할 수 있어, 검출기(200)의 수명을 연장시킬 수 있다.
회전섹터(500)의 중공부(503)는 대상 시료가스를 측정할 수 있도록 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선이 시료가스챔버(600)로 유입시키는 기능을 수행한다.
도 8은 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 1 실시예이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 광학필터(400)는 원형이고, 소정 범위에 해당되는 1종의 특정 파장만을 선택적으로 제거할 수 있도록 단일 종류의 필터로 구성된다.
도 9는 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 2 실시예이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 광학필터는 원형이고, 중앙을 중심으로 8등분되어 있다. 광학필터는 시계방향을 따라 제 3, 4, 2, 1, 2, 1, 3, 4 광학필터(403, 404, 402, 401, 402, 401, 403, 404)가 순차적으로 배열되어 있다. 즉, 제거 가능한 파장이 상이한 4종의 제 1, 2, 3, 4 광학필터(401, 402, 403, 404)가 구성되어 단일 성분뿐만 아니라 다종의 오염기체에 대한 분석도 가능하다.
도 10은 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 3 실시예이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 광학필터(705)는 원형이 아닌 사각형이 될 수 있고, 원형이나 사각형이 아닌 타원형이나 그 밖의 다각형이 될 수 있음은 물론이다.
도 11은 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 4 실시예이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제거 가능한 파장이 상이한 4종의 제 1, 2, 3, 4 광학필터(701, 702, 703, 704)가 각 사분면에 구성될 수 있다. 따라서, 단일 성분뿐만 아니라 다종의 오염기체에 대한 분석도 가능하다.
이상에서는 4종류의 필터에 관해서 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과할 뿐 당업자라면 분석 대상 가스의 종류를 고려하여 필터의 종류를 선택할 수 있음은 자명하다.
도 5는 도 1a 및 도 1b의 적외선 가스 분석장치중 광학필터(400)의 제 4 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 전술한 회전섹터(500)는 반사체(501)에 의해 적외선이 제로가스(300)를 거치고 적외선 검출기(200)로 반사된다.
이하에서는 본 발명의 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치를 이용한 기체상 오염물질의 측정 원리에 대하여 설명하기로 한다. 먼저 도 2와 같은 본 발명의 제 1 실시예에서, 광학필터(400)는 제로가스(300)와 회전섹터(500) 사이에 구비된 다.
측정하고자 하는 시료가스(620)를 시료가스챔버(600) 유입구(601)로 유입시키면서 시료가스챔버(600)의 가스유출구(602)로 시료가스(620)를 배출시킨다. 이렇게 시료가스(620)가 유입 및 유출되는 과정에서 적외선 광원(100)으로부터 적외선을 조사하게 되면, 적외선은 제로가스(300)를 경유하여 광학필터(400) 및 회전섹터(500)로 이동하게 된다. 이때 광학필터(400)에서는 시료가스(620)의 측정과 관련된 특정 파장 외에는 모두 제거되기 때문에, 특정 영역의 파장을 갖는 적외선만이 투과되어 회전섹터(500)로 이동한다.
한편, 광학필터(400)를 통과한 적외선이 회전섹터(500)의 반사체(501)에 부딪히는 경우에는 시료가스챔버(600)로 유입되지 않고 적외선 검출기(200)로 유입되며 이때 영점편차의 보정이 이루어진다.
또한, 광학필터(400)를 통과한 적외선이 회전섹터(500)의 중공부(502)를 직선으로 통과하는 경우에는, 제 1 투명창(605)을 투과하여 시료가스챔버(600)에 유입된다. 이렇게 시료가스챔버(600)로 유입된 적외선의 일부는 시료가스(620)에 흡수되어 초기 적외선의 세기보다 줄어든 적외선이 제 2 투명창(606)을 경유한 후 자외선 검출기(200)에 도달하게 된다.
한편, 광학필터(400)를 통과한 적외선이 회전섹터(500)의 흡수체(502)에 부딪히는 경우에는, 시료가스챔버(600)로 유입되지 않을 뿐만 아니라 적외선 검출기(200)로도 유입되지 않으므로 적외선 검출기(200)의 열화를 방지할 수 있다.
이하에서는 광학필터(400)의 제 2 실시예에 따른 동작을 설명한다. 먼저 도 3과 같은 본 발명의 제 2 실시예에서, 광학필터(400)는 적외선 광원(100)과 제로가스(300) 사이에 구비된다.
측정하고자 하는 시료가스(620)를 시료가스챔버(600) 유입구(601)로 유입시키면서 시료가스챔버(600)의 유출구(602)로 시료가스를 배출시킨다. 이러한 과정에서 적외선을 조사하게 되면, 발생된 적외선은 광학필터(400)로 이동하게 되고, 광학필터(400)에서는 시료가스의 측정과 관련된 특정 파장 외에는 모두 제거되기 때문에, 특정 영역의 파장을 갖는 적외선만이 제로가스(300)로 이동한다.
이후 적외선의 이동 흐름은 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 생략하기로 한다.
이하에서는 광학필터(400)의 제 3 실시예에 따른 동작을 설명한다. 먼저 도 4와 같은 본 발명의 제 3 실시예에서, 광학필터(400)는 회전섹터(500)와 챔버(600) 사이에 구비된다.
측정하고자 하는 시료가스(620)를 시료가스챔버(600) 유입구(601)로 유입시키면서 시료가스챔버(600)의 유출구(602)로 시료가스를 배출시킨다. 이러한 과정에서 적외선을 조사하게 되면, 적외선은 제로가스(300)를 경유한 후 회전섹터(500)로 이동하게 된다.
적외선이 회전섹터(500)의 반사체(501)에 부딪히는 경우에는 시료가스챔버(600)로 유입되지 않고 적외선 검출기(200)로 유입되며 이때 영점편차의 보정이 이루어진다.
적외선이 회전섹터(500)의 중공부(502)를 직선으로 통과하게 되면 회전섹터(500)와 챔버(600) 사이에 위치하는 광학필터(400)에 도달하게 되고, 이때 광학필터(400)에서는 시료가스의 측정과 관련된 특정 파장 외에는 모두 제거되기 때문에, 특정 영역의 파장을 갖는 적외선만이 제 1 투명창(605)을 투과하여 챔버(600)로 이동하게 된다. 이후 적외선의 이동 흐름은 전술한 제 1, 2 실시예와 와 동일하므로 생략하기로 한다.
이하에서는 광학필터(400)의 제 4 실시예에 따른 동작을 설명한다. 먼저 도 5와 같은 본 발명의 제 4 실시예에서, 광학필터(400)는 제로가스(300)와 적외선 검출기(200) 사이에 구비된다.
측정하고자 하는 시료가스(620)를 시료가스챔버(600) 유입구(601)로 유입시키면서 시료가스챔버(600)의 유출구(602)로 시료가스를 배출시킨다. 이러한 과정에서 적외선을 조사하게 되면, 적외선은 제로가스(300)를 경유한 후 회전섹터(500)로 이동하게 된다.
적외선이 회전섹터(500)의 반사체(501)에 부딪히는 경우에는 난반사를 통해 시료가스챔버(600)로 유입되지 않고 적외선 검출기(200)로 유입되며 이때 영점편차의 보정이 이루어진다.
적외선이 회전섹터(500)의 중공부(502)를 직선으로 통과하여 챔버(600)로 이동하게 된다. 시료가스챔버(600)내의 동작은 전술한 제 1, 2, 3 실시예와 동일하므로 생략하기로 한다. 제 2 투명창(606), 회전섹터(500), 제로가스(300)를 통과한 적외선은 광학필터(400)에 도달하게 된다. 이때 광학필터(400)에서는 시료가스의 측정과 관련된 특정 파장 외에는 모두 제거되기 때문에, 특정 영역의 파장을 갖는 적외선만이 적외선 검출기(200)에 도달하게 된다.
이하에서는 다종의 오염기체를 측정하는 원리에 대하여 설명하기로 한다.
도 2의 제 1 실시예와 같이 제로가스(300)와 회전섹터(500) 사이에 도 9와 같은 다종의 광학필터(400)가 구비된 경우, 광학필터(400)는 제거 파장영역이 상이한 제 1 광학필터(401), 제 2 광학필터(402), 제 3 광학필터(403) 및 제 4 광학필터(404)를 포함하고 있으므로 각각 다른 성분을 동시에 분석할 수 있다.
즉, 제 1 실시예에서 전술한 바와 같은 동일한 원리로 영점편차가 보정되며, 제로가스(300)를 통과한 적외선은 제 1 광학필터(401)와 회전섹터(500)의 중공부(503)를 순차적으로 통과한다. 이후, 챔버(600) 내의 시료가스와 반응한 후 다시 적외선 검출기(200)로 유입되어 제 1 광학필터(401)에 해당하는 특정성분에 대한 적외선 변화량의 분석이 실시된다.
이어서 광학필터(400) 및 회전섹터(500)가 회전하게 되면, 제 1 광학필터(401)와는 상이한 특정파장이 제 2 광학필터(402)에서 제거된 후 적외선 검출기(200)로 이동하게 된다.
이와 같이, 순차적으로 여러 개의 섹션으로 나누어진 광학필터(400)를 회전시킴으로써, 시료가스 내에 포함된 성분이 상이한 다종 가스의 농도 측정이 가능하게 되는 것이다.
도 11은 본 발명에 적용되는 광학필터의 제 4 실시예이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제거 파장영역이 상이한 제 1 광학필터(701), 제 2 광학필터(702), 제 3 광학필터(703) 및 제 4 광학필터(704)가 구비된 광학필터(705)를 장착할 경우에는 필터의 회전없이도 4종류의 오염기체를 동시에 측정할 수 있다는 장점이 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 적외선 광원,
200 : 적외선 검출기,
300 : 제로가스,
400, 705 : 광학필터,
401, 701 : 제 1 광학필터,
402, 702 : 제 2 광학필터,
403, 703 : 제 3 광학필터,
404, 704 : 제 4 광학필터,
500 : 회전섹터,
501 : 반사체,
502 : 흡수체,
503 : 중공부,
600 : 시료가스챔버,
601 : 가스 유입구,
602 : 가스 유출구,
603 : 제 1 오목거울,
604 : 제 2 오목거울,
605 : 제 1 투명창,
606 : 제 2 투명창,
607 : 반사경,
608 : 제 3 투명창,
620 : 시료가스,
630 : 적외선 광경로,
700 : 모터,
710 : 모터축.

Claims (13)

  1. 적외선 광원(100);
    상기 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200);
    상기 적외선 광원(100)과 상기 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300);
    상기 제로가스(300) 전방에 위치하며, 상기 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 원하는 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400);
    상기 광학필터(400) 전방에 위치하며, 상기 광학필터(400)를 통과한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 및
    상기 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600)를 포함하고,
    상기 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고,
    상기 반사체(501), 상기 흡수체(502) 및 상기 중공부(503)는 상기 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며,
    상기 반사체(501)로 조사되는 적외선은 상기 적외선 검출기(200)로 반사되고, 상기 중공부(503)로 조사되는 적외선은 상기 시료가스챔버(600)를 경유한 후 상기 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  2. 적외선 광원(100);
    상기 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200);
    상기 적외선 광원(100)과 상기 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300);
    상기 적외선 광원(100)과 상기 제로가스(300) 사이에 위치하며, 상기 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 원하는 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400);
    상기 제로가스(300) 전방에 위치하며, 상기 제로가스(300)를 통과한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 및
    상기 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600)를 포함하고,
    상기 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고,
    상기 반사체(501), 상기 흡수체(502) 및 상기 중공부(503)는 상기 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며,
    상기 반사체(501)로 조사되는 적외선은 상기 적외선 검출기(200)로 반사되고, 상기 중공부(503)로 조사되는 적외선은 상기 시료가스챔버(600)를 경유한 후 상기 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  3. 적외선 광원(100);
    상기 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200);
    상기 적외선 광원(100)과 상기 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300);
    상기 제로가스(300) 전방에 위치하며, 상기 제로가스(300)를 통과한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500);
    상기 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600); 및
    상기 회전섹터(500)와 상기 시료가스챔버(600) 사이에 위치하며, 상기 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선 중 원하는 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400)를 포함하고,
    상기 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고,
    상기 반사체(501), 상기 흡수체(502) 및 상기 중공부(503)는 상기 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며,
    상기 반사체(501)로 조사되는 적외선은 상기 적외선 검출기(200)로 반사되고, 상기 중공부(503)로 조사되는 적외선은 상기 시료가스챔버(600)를 경유한 후 상기 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  4. 적외선 광원(100);
    상기 적외선 광원(100)과 소정 간격(L) 이격 배치된 적외선 검출기(200);
    상기 적외선 광원(100)과 상기 적외선 검출기(200) 전방에 위치하는 제로가스(300);
    상기 적외선 검출기(200)와 상기 제로가스(300)사이에 위치하며, 상기 적외선 검출기(200)로 유입되는 적외선중 특정 파장 대역을 선택적으로 투과시키는 광학필터(400);
    상기 제로가스(300) 전방에 위치하며, 상기 제로가스(300)를 경유한 적외선을 단속광으로 변조시키는 회전섹터(500); 및
    상기 회전섹터(500)를 통과한 적외선의 진행경로 상에 위치하는 분석대상 시료가스를 수용하는 시료가스챔버(600)를 포함하고,
    상기 회전섹터(500)는 적외선을 반사할 수 있는 반사체(501), 적외선을 흡수할 수 있는 흡수체(502) 및 적외선이 통과하는 중공부(503)가 일측 단면에 구비된 원통형상으로 이루어지고,
    상기 반사체(501), 상기 흡수체(502) 및 상기 중공부(503)는 상기 광원(100)에 대해 수직하게 배치되며,
    상기 반사체(501)로 조사되는 적외선은 상기 적외선 검출기(200)로 반사되고, 상기 중공부(503)로 조사되는 적외선은 상기 시료가스챔버(600)를 경유한 후 상기 적외선 검출기(200)로 반사되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스분석장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전섹터(500)는 상기 반사체(501), 상기 흡수체(502) 및 상기 중공부(503)가 상호 인접 배치되어 하나의 그룹을 형성하되, 상기와 같은 동일한 그룹이 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전섹터(500)는 상기 흡수체(502) 및 상기 중공부(503)가 상호 인접 배치되어 하나의 그룹을 형성하되, 상기와 같은 동일한 그룹이 2개 이상 구비되고,
    상기 반사체(501)는 하나만 구비되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학필터(400)는 제거하는 파장 대역이 상이한 다수개의 단위필터로 구비된 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수개의 단위필터는 원주방향으로 배열되거나 직선방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수개의 단위필터는 회전섹터(500)와 함께 회전 가능한 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시료가스챔버(600)는,
    분석하고자 하는 시료가스가 유입되는 가스 유입구(601);
    유입된 시료가스가 배출되는 가스 유출구(602);
    상기 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선이 상기 적외선 검출기(200)로 반사시키는 제 1 오목거울(603)과 제 2 오목거울(604);
    상기 회전섹터(500)를 통과한 적외선을 상기 시료가스챔버(600)로 투과시키는 제 1 투명창(605); 및
    상기 시료가스챔버(600)를 경유한 적외선을 상기 적외선 검출기(200)로 투과시키는 제 2 투명창(606)이 포함된 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시료가스챔버(600)는,
    분석하고자 하는 시료가스가 유입되는 가스 유입구(601);
    유입된 시료가스가 배출되는 가스 유출구(602);
    상기 적외선 광원(100)으로부터 조사된 적외선이 상기 적외선 검출기(200)로 반사시키는 제 1 오목거울(603)과 제 2 오목거울(604); 및
    상기 회전섹터(500)와 상기 시료가스챔버(600) 사이에서 적외선이 통과하는 제 3 투명창(608);이 포함된 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 오목거울(603)은 상기 시료가스챔버(600)의 일측에 구비되고,
    상기 제 2 오목거울(604)은 상기 제 1 오목거울(603)에 대향하도록 한쌍이 구비되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 오목거울(603)은 상기 시료가스챔버(600)의 일측에 구비되고,
    상기 제 2 오목거울(604)은 상기 제 1 오목거울(603)에 대향하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치.
KR1020170008888A 2017-01-18 2017-01-18 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치 KR101803676B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170008888A KR101803676B1 (ko) 2017-01-18 2017-01-18 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170008888A KR101803676B1 (ko) 2017-01-18 2017-01-18 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101803676B1 true KR101803676B1 (ko) 2017-11-30

Family

ID=60812544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170008888A KR101803676B1 (ko) 2017-01-18 2017-01-18 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101803676B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108827900A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 北京益康农科技发展有限公司 一种co2分析装置及包含其的光合蒸腾测定仪
CN109470644A (zh) * 2018-12-29 2019-03-15 汉威科技集团股份有限公司 紧凑型红外光学气体吸收池及红外气体传感器
CN110146461A (zh) * 2019-06-17 2019-08-20 深圳市英宝硕科技有限公司 一种红外气体探测器
WO2019172584A1 (ko) * 2018-03-05 2019-09-12 건국대학교 산학협력단 히트란 데이터와 멀티 필터를 이용한 가스분석기 및 가스분석 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002286638A (ja) 2001-03-26 2002-10-03 Shimadzu Corp 同位体ガス測定装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002286638A (ja) 2001-03-26 2002-10-03 Shimadzu Corp 同位体ガス測定装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019172584A1 (ko) * 2018-03-05 2019-09-12 건국대학교 산학협력단 히트란 데이터와 멀티 필터를 이용한 가스분석기 및 가스분석 방법
KR20190105375A (ko) * 2018-03-05 2019-09-17 건국대학교 산학협력단 히트란 데이터와 멀티 필터를 이용한 가스분석기 및 가스분석 방법
KR102055998B1 (ko) * 2018-03-05 2019-12-13 건국대학교 산학협력단 히트란 데이터와 멀티 필터를 이용한 가스분석기 및 가스분석 방법
CN108827900A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 北京益康农科技发展有限公司 一种co2分析装置及包含其的光合蒸腾测定仪
CN109470644A (zh) * 2018-12-29 2019-03-15 汉威科技集团股份有限公司 紧凑型红外光学气体吸收池及红外气体传感器
CN109470644B (zh) * 2018-12-29 2024-05-03 汉威科技集团股份有限公司 紧凑型红外光学气体吸收池及红外气体传感器
CN110146461A (zh) * 2019-06-17 2019-08-20 深圳市英宝硕科技有限公司 一种红外气体探测器
CN110146461B (zh) * 2019-06-17 2024-05-14 深圳市英宝硕科技有限公司 一种红外气体探测器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101803676B1 (ko) 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석장치
US4746218A (en) Gas detectors and gas analyzers utilizing spectral absorption
US4632563A (en) In-situ gas analyzer
US7498575B2 (en) Optical analysis device
US5923035A (en) Infrared absorption measuring device
US4966458A (en) Optical system for a multidetector array spectrograph
JPH04504908A (ja) 投受光装置
US7034304B2 (en) Chamber for gas detector
CN115096840B (zh) 一种自动校零的多气体传感器及自动校零方法
US4875773A (en) Optical system for a multidetector array spectrograph
EP2494334B1 (en) Device for radiation absorption measurements and method for calibration thereof
KR101840813B1 (ko) 멀티가스 검출 장치
AU2009300424A1 (en) An arrangement adapted for spectral analysis of high concentrations of gas
KR101237514B1 (ko) 차등흡수분광법을 이용한 대기오염물질 원격 측정장치 및 측정방법
KR102293020B1 (ko) 매연 교정수단을 구비한 운행 중인 차량의 배기가스 실시간 측정 장치
CN110389102B (zh) 气体分析装置
KR102114557B1 (ko) 두개의 기능적 채널을 이용한 ndir 분석기
KR101714651B1 (ko) 판형 광학필터 장착형 비분산 적외선 가스 분석 장치
JPH1082740A (ja) 赤外線式ガス分析計
GB2317010A (en) Gas sensor detecting only non-reflected light
KR101381618B1 (ko) 비분산 자외선 흡수법을 이용한 멀티가스 분석장치
KR20090086766A (ko) 광학식 가스센서
CN117309764A (zh) 一种基于积分腔的多气体浓度测量仪
KR101714731B1 (ko) 컴팩트형 비분산 적외선 가스 분석 장치
KR101317059B1 (ko) 멀티가스 분석용 자외선 측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant