KR830000032B1 - Photoacoustic gas analyzer - Google Patents
Photoacoustic gas analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- KR830000032B1 KR830000032B1 KR1019780001722A KR780001722A KR830000032B1 KR 830000032 B1 KR830000032 B1 KR 830000032B1 KR 1019780001722 A KR1019780001722 A KR 1019780001722A KR 780001722 A KR780001722 A KR 780001722A KR 830000032 B1 KR830000032 B1 KR 830000032B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- filter
- detector
- concentration
- gas analyzer
- Prior art date
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Seasonings (AREA)
Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예를 표시한 설명도.FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention. FIG.
제2도는 제2실시예의 설명도.FIG. 2 is an explanatory diagram of a second embodiment; FIG.
제3도는 제3실시예의 설명도.FIG. 3 is an explanatory diagram of a third embodiment; FIG.
제4도는 제3도의 IV-IV 선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 3;
제5도는 제3도에 표시한 장치의 동작 설명도.FIG. 5 is an explanatory view of the operation of the apparatus shown in FIG. 3; FIG.
제6도는 다성분계의 예를 표시한 설명도.FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a multi-component system. FIG.
본 발명은, 흑색체 복사광원을 사용하고 또한 광음향형 검출기 (optpacousticde tector)를 이용한 광음향형 분석장치에 관한 것으로 대기중의 특정미량 가스등을 안정 또한 높은 정밀도로 정량할 수 있는 값싼 가스 분석장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photoacoustic analyzer using a blackbody radiation light source and an optoacoustic detector. More particularly, the present invention relates to a photoacoustic analyzer using a black body radiation source and an inexpensive gas analyzer capable of stably and precisely quantifying a specific trace gas, .
종래의 광음향형 분석장치에 있어서는, 기본적으로 에너지원(源)에 선택성을 가지고 있는 레이저광원이 사용되고 있으나, 매우 고가이고 더우기 장치 자체가 커진다는 문제가 있었다.In the conventional photoacoustic analyzer, although a laser light source having a selectivity for an energy source is used, it has a problem that it is very expensive and the device itself becomes large.
본 발명의 목적은, 종래의 레이저광원 대신에, 흑색체 복사광원을 사용함과 동시에 광학적으로 필터를 사용해서 값싼 안정된 분석장치를 얻도록 한 것에 있다.An object of the present invention is to obtain an inexpensive and stable analyzing apparatus by using a black body radiation light source instead of a conventional laser light source and optically using a filter.
이하 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
제1도는 본 발명 광음향형 가스분석장치의 제1실시예를 표시한 것으로, 도면에 있어서 (1)은 흑색체 복사광원, (2)는 광단속기(초퍼),(3)은 +의 고체다층막 간섭필터 검출기, (5)는 고 임피이던스 증폭기를 표시하고 있다.1 shows a first embodiment of a photoacoustic gas analyzer according to the present invention, wherein (1) is a black body radiation light source, (2) is a photo interrupter (chopper), The multilayer film interference filter detector, and (5) a high impedance amplifier.
흑색체 복사광원(1)으로부터 방사된 적외에너지가 광단속기(2)에 의해 단속광이 되게 한 후, +의 필터(3)로 보내져서 측정성분내역의 적외에너지가 검출기(4)에 도달한다.The infrared energy radiated from the black body radiation source 1 is caused to be intermittent light by the
이제, 시료가스를, 검출기(4)의 가스입구(6)에서 모세관(7)를 거쳐서 연속적으로 또는 간헐적으로 공급하고, 검출기(4) 내를 순환시켜서 모세관(8)를 거쳐서 가스출구(9)를 배출시킨다.The sample gas is now continuously or intermittently supplied through the capillary 7 in the gas inlet 6 of the
측정성분대역의 적외스펙트럼과 일치하는 가스가 측정가스속에 함유되어 있다고 하면, 이 가스는 적외에너지를 흡수하여, 검출기(4)내의 압력을 상승시킨다.Assuming that a gas coinciding with the infrared spectrum of the measurement component band is contained in the measurement gas, this gas absorbs the infrared energy and raises the pressure in the
이제 적당한 주기로 빛이 단속되고 있으면, 콘덴서막(10)을 그 주기로 변위시켜 신호로서 꺼낼수 있다.Now, if the light is interrupted at a proper cycle, the
또한 반드시 콘덴서마이크로폰형이 아니라도 되며, 예를 들면 질량흐름 (massflow)형이라도 된다.Also, it is not necessarily a condenser microphone type. For example, it may be a mass flow type.
이 검출기(4)내에서의 에너지의 흡수는 측정가스의 농도에 비례하고 있으므로, 시료가스속의 미지의 가스농도를 정량할 수 있다.Since the absorption of energy in the
증폭기(5)에 의해서 콘덴서막(10)의 마이크로폰 용량변화를 전기출력으로서, 꺼내고, 또한 정류기(30)로 정류한 후, 지시계(31)를 흔들게 한다.The change in the microphone capacity of the
제2도는 본 발명 장치의 제2실시예를 표시하고, 제2실시예의 장치를 보다 고성능화한것이다.FIG. 2 shows a second embodiment of the inventive device and further enhances the device of the second embodiment.
상기 제1실시예의 장치에서는, 방해성분인 적외흡수대역이 측정성분의 흡수대역의 근처에 존재하는 경우나, 방해성분의 농도에 대해 측정성분의 농도가 극히 낮은 경우에 있어서는, 방해성분의 간섭영향을 충분히 제거하는 것이 불가능하다.In the apparatus of the first embodiment, when the infrared absorption band as the disturbance component exists in the vicinity of the absorption band of the measurement component or when the concentration of the measurement component is extremely low with respect to the concentration of the disturbance component, Can not be sufficiently removed.
그래서, 제2도에 표시한 제2실시예와 같이, 검출기(4)의 수광실을 리파렌스형으로 함과 동시에 이들 실의 사이에 가스필터(11)(흡수형 고체필터라도 된다)를 끼워서 설치한 것이다.Therefore, as in the second embodiment shown in Fig. 2, the light receiving chamber of the
이 제2실시예에 대하여, 대기중의 미량 CO 농도를 측정할 경우에 CO2가 방해가스로서 공존되고 있는 경우에 대하여 설명하면, 흑색체 복사광원(1)에서방사된 적외에너지는 광단속기(2)에 의해, 예를 들면 10Hz의 단속광이 된후, CO의 적외흡수대역을 투과시키는 고체다층막 간섭필터(3)을 지나서 검출기(4)에 도달한다.In the second embodiment, the case where CO 2 is present as an obstructing gas when measuring the trace CO concentration in the atmosphere will be described. The infrared energy emitted from the black body radiation source 1 is transmitted to the
이제, 검출기(4)내의 양 격실(a),(b)에 적외선을 흡수하지 않은 가스를 채웠다고 하면, 적외에너지의 흡수는 (a),(b) 어느 격실에서도 생기지 않으므로 양 격실(a), (b)의 압력은 상승하지 않고, 콘덴서 마이크로폰의 막(10)은 변위하지 않는다.Now, assuming that both the compartments (a) and (b) in the
다음에, 양 격실(a),(b)에 CO2를 공종하는 CO를 미량으로함유한 대기를 도입한다.Next, an atmosphere containing a trace amount of CO to which CO 2 is introduced is introduced into both compartments (a) and (b).
양 격실(a),(b)에서는 이하에 설명하는 바와 같은 흡수가 생기고, CO 농도에 비례한 막 변위가 생겨, CO 농도를 CO2를 방해없이 정확히 정량할 수 있다.In both compartments (a) and (b), absorption occurs as described below, and a film displacement proportional to the CO concentration is generated, so that the CO concentration can be accurately quantified without interfering with CO 2 .
즉, 이제 격실(a)에 입사하는 적외에너지는 약 4.6μ를 중심파장으로 한 다층막 간섭필터(3)로 정해지는 일정대역의 적외에너지이다.That is, the infrared energy incident on the compartment (a) is infrared energy of a certain band determined by the
그러나, CO2가스의 적외흡수대역은 CO가스의 적외흡수대역의 아주 근처에 잇어서 일부가 겹쳐져 있으며, 필터(3)에 의한 투과에너지대역의 일부와 겹치게 되다.However, the infrared absorption band of the CO 2 gas partially overlaps with the infrared absorption band of the CO gas and overlaps with a part of the transmission energy band of the
이 때문에 먼저 격실(a)에 도달된 적외에너지는, 그 속의 미량 CO 분자와 CO2의 방해분자에 의해 흡수가 생기고, 이 실의 온도를 상승시킨다.Therefore, the infrared energy reached in the first compartment (a) is absorbed by the trace CO molecules and CO 2 interfering molecules in the compartment, and the temperature of the room is raised.
이제 그 흡수에 의한 에너지를 ΔIa로 하면,Now, assuming that the energy due to the absorption is? Ia,
ΔIa=ΔICO +ΔCO2 ΔIa = ΔICO + ΔCO 2
가스필터(11)에는, 적외에너지를 I로 하는 IO-ΔIa의 적외에너지가 도달한다.In the
가스필터(11)에는 측정대상과 같은 CO 가스가 적당한 농도로 봉입되어 있으며, 여기서 CO의 중요한 흡수대역을 감쇠시킨다.In the
이것을 I1으로 한다.Let this be I 1 .
격실(b)에는 I1의 적외에너지가 도달하고, 이 속의 CO 분자와 각기의 농도에 대응하는 흡수가 생기고, 이 실의 온도를 상승시킨다.The infrared energy of I 1 reaches the compartment (b), absorbing the CO molecules in this compartment and their respective concentrations, and raising the temperature of this compartment.
이제 그 흡수에 의한 에네르기 ΔIb는Now the energy < RTI ID = 0.0 >
ΔIb=ΔI'CO+ΔI'CO2 ΔIb = ΔI'CO + ΔI'CO 2
여기서 ΔICO2와 ΔI'CO2는 고체필터(3)의 반값의 폭과 가스필터(11)의 CO 농도를 경험적으로 선택하므로서 ΔICO2=ΔI'CO2로 할 수가 있다.Here, ΔICO 2 and ΔI'CO 2 can be set to ΔICO 2 = ΔI'CO 2 by empirically selecting the half width of the
양 격실(a),(b)의 흡수에너지차 즉 압력차가 콘덴서막(10)을 변위시키므로, 이제 그 차를 ΔE로 하면Since the difference in absorption energy between the two compartments (a) and (b), i.e., the pressure difference, displaces the
ΔE=ΔIa-ΔIbΔE = ΔIa-ΔIb
=ΔICO+ΔCO2-(ΔI'CO+I'CO2) = ΔICO + ΔCO 2 - (ΔI'CO + I'CO2)
=ΔICO-ΔI'CO=? ICO-? I'CO
ΔI'CO는 가스필터(1)에 의해 CO 주흡수대역이 없는 영역에서의 흡수이므로Since? I'CO is absorption in the region where there is no CO main absorption band by the gas filter 1
ΔICO 》ΔI'COΔICO "ΔI'CO
임과 동시에 CO 농도에 비례하므로 결과적으로 ΔE는 CO2의 방해없이 CO의 신호만을 올바르게 검출하게 되는 것이다.And is proportional to the CO concentration, so that ΔE can correctly detect the signal of CO without interfering with CO 2 .
이하 전기적으로 증폭 지시시킨다.Or less.
이 제2실시예와 같이, 검출기의 수광실을 직렬로 배치하여 리파렌스형으로 함과 동시에 이들 실의 사이에 측정가스와 동등한 흡수를 가진 가스필터 도는 흡수형 고체필터를 넣으므로서, 값싸게 또한 높은 정밀도의 초미량가스 분석장치를 제공할 수 있다.As in the second embodiment, the light-receiving chambers of the detectors are arranged in series to form a refractory type, and a gas filter or an absorption type solid filter having absorption equal to the measurement gas is inserted between these chambers, It is also possible to provide a highly accurate ultra-minute gas analyzer.
제3도는 본 발명의 제3실시예를 표시하고 있으며, 가스 상관 회전필터(12)의 사용에 의해 상기 제2실시예와 동등한 효과를 얻으려고 한 것으로서, 이 방식에 의하면 많은 성분의 측정도 가능하게 할 수 있는 것이다.FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, which is intended to obtain an effect equivalent to that of the second embodiment by using the gas-correlated
이 제3실시예에서는, 대기중의 미량 CO 농도를 측정할 경우에 CO2를 방해성분으로서 공존하고 있는 경우에 대하여 설명한다.In the third embodiment, a case where CO 2 is present as an obstruction component when the trace CO concentration in the atmosphere is measured will be described.
제3도에 있어서, 흑색체 복사광원(1)에서 반사된 적외에너지는, 가스상관 회전필터(12)를 지난후, 고체 다층막 간섭필터(3)를 지나서 검출기(4)에 도달한다.3, the infrared energy reflected by the blackbody radiation source 1 reaches the
필터셀(13)에는 전혀 적외선을 흡수하지 않은 가스가 봉입되어 있으며, 한편 필터셀(14)에는 측정가스가 적당한 농도로 봉입되어 있다.The filter cell 13 is filled with a gas which does not absorb infrared rays at all, and the
필터셀(13)의 지난 적외에너지는 검출기(4)속의 CO 분자와 CO2분자에 의해 흡수가 생겨, 이 실의 온도를 상승시켜서, 콘덴서막(10)을 변위시킨다.The last infrared energy of the filter cell 13 is absorbed by CO molecules and CO 2 molecules in the
이때의 신호를 A로 한다.Let A be the signal at this time.
다음에, 필터셀(14)를 지난 적외에너지는 CO 주흡수대가 제거되므로 검출기 (4)에 도달되었을 때에는 CO2분자의 흡수가 주로 생기게 된다.Next, the infrared energy passing through the
이 신호를 B로 한다.Let this signal be B.
제5도에 표시한 바와 같이, 상관회전셀(12)의 회전수에 다라서 정해지는 주기로 동도면에 표시한 신호 B와 A가 교호로 프래엠프(5),(16)에서 출력되어, 다음에 동기신호 발생기(17)에서 발생된 동기신호에 의해 신호 A,B는 각각의 호울드앰프(18), (19)에 입력되고, 감산기(20)에 의해서 최종신호출력(B-A)이 구해진다.As shown in FIG. 5, the signals B and A shown in the figure are alternately outputted at the cycles determined by the number of revolutions of the correlated
이렇게 하여 간섭영향이 없는 CO 가스농도를 지지시킬 수 있다.Thus, it is possible to support the CO gas concentration without interference.
또, 다층막간섭필터를 회전셀의 창으로 하여 각종 가스에 대응하는 복수조의 가스셀을 회전셀에 설치하므로서 다성분계를 구성하는 것도 가능하다.It is also possible to constitute a multi-component system by providing a plurality of gas cells corresponding to various gases in the rotating cell with the multilayer film interference filter as the window of the rotating cell.
제6도는 그 일례를 표시한 것으로, 셀실(21)내에는 CO 가스, 셀실(22)내에 N2가스, 셀실(23)에는 CO2가스, 셀실(24)에는 N2가스가 각각 봉입되어 있으며, 그리고 셀실(21),(22)의 창에 CO 다층막간섭필터가, 또 셀실(23),(24)의 창에는 CO2다층막간섭필터가 설치되어 있다.The sixth turning those shown for an example, selsil 21 in the CO gas, N 2 gas,
이상 설명한 바와 같이 본 발명 장치는, 흑색체복사광원을 사용하고 또한 +의 고체다층막 간섭필터를 사용한 것이므로, 값싸게 안정된 가스 분석계를 얻을 수가 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the apparatus of the present invention uses a black body radiation light source and further uses a solid multilayer interference filter of +, so that a gas analyzer which is inexpensive and stable can be obtained.
특히 0 드리프트가 생기지 않는 가스분석계를 제공할 수 있는 것이다.In particular, it is possible to provide a gas analyzer which does not cause zero drift.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019780001722A KR830000032B1 (en) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | Photoacoustic gas analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019780001722A KR830000032B1 (en) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | Photoacoustic gas analyzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR830000032B1 true KR830000032B1 (en) | 1983-01-29 |
KR830000032A KR830000032A (en) | 1983-03-25 |
Family
ID=19207865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019780001722A KR830000032B1 (en) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | Photoacoustic gas analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR830000032B1 (en) |
-
1978
- 1978-06-07 KR KR1019780001722A patent/KR830000032B1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR830000032A (en) | 1983-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5026992A (en) | Spectral ratioing technique for NDIR gas analysis using a differential temperature source | |
US4271124A (en) | Non-dispersive infrared gas analyzer for testing gases containing water-vapor | |
DE602004000374D1 (en) | GAS DETECTION METHOD AND GAS DETECTOR EQUIPMENT | |
US3488491A (en) | Filter techniques for gas analyzers employing an inert gas to pressure broaden the absorption spectrum of gas being detected | |
GB979850A (en) | Improvements in methods and apparatus for measuring the relative amount of a given component of a mixture of substances by selective absorption of infrared radiation | |
JPH08304282A (en) | Gas analyzer | |
US4692622A (en) | Infrared analyzer | |
JPS62212551A (en) | Gas chamber for test used for spectrometer | |
US3976883A (en) | Infrared analyzer | |
US2806957A (en) | Apparatus and method for spectral analysis | |
KR102114557B1 (en) | A NDIR analyzer using Two Functional Channels | |
US4253770A (en) | Optoacoustic analyzer | |
US5672874A (en) | Infrared oil-concentration meter | |
ES405552A1 (en) | Infrared absorption analysis method and apparatus for determining gas concentration | |
JPH0217327Y2 (en) | ||
Hollowell | Current instrumentation for continuous monitoring for SO2 | |
KR830000032B1 (en) | Photoacoustic gas analyzer | |
JPS58156837A (en) | Measuring device for optical gas analysis | |
JP4218954B2 (en) | Absorption analyzer | |
JPS61194332A (en) | Method and device for measuring gas concentration | |
US3920993A (en) | Piggyback optical bench | |
JP2960474B2 (en) | Nicotine sensor | |
KR820001025B1 (en) | Infrared analysis equipment for gas | |
JPS57111435A (en) | Measuring device for absorption intensity of infrared ray by atr method | |
RU2044303C1 (en) | Gas analyzer |