JPH08247942A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
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- JPH08247942A JPH08247942A JP7988295A JP7988295A JPH08247942A JP H08247942 A JPH08247942 A JP H08247942A JP 7988295 A JP7988295 A JP 7988295A JP 7988295 A JP7988295 A JP 7988295A JP H08247942 A JPH08247942 A JP H08247942A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度差による影響が少なく且つ共存ガスによ
る干渉影響も低減することが可能で、更に小型化するこ
ともできる赤外線ガス分析計を提供する。 【構成】 赤外線光源１と、試料セル２と、測定しよう
とする試料ガスと同一の成分ガス又は測定成分と同じ赤
外線吸収を有するガスが封入される比較側空間３ａと不
活性ガスが封入される試料側空間３ｂとを備えた分割形
ガスフィルタ３と、前記分割形ガスフィルタ３の比較側
空間３ａ及び試料側空間３ｂを通過する同一範囲の波長
帯域を通過させ他の波長帯域はカットする干渉フィルタ
４と、ツイン形検出器５と、より構成される。試料セル
２と分割形ガスフィルタ３との間に測定ガス成分に干渉
影響を与える共存ガス成分と同一のガスを封入したガス
フィルタを設けることもある。
る干渉影響も低減することが可能で、更に小型化するこ
ともできる赤外線ガス分析計を提供する。 【構成】 赤外線光源１と、試料セル２と、測定しよう
とする試料ガスと同一の成分ガス又は測定成分と同じ赤
外線吸収を有するガスが封入される比較側空間３ａと不
活性ガスが封入される試料側空間３ｂとを備えた分割形
ガスフィルタ３と、前記分割形ガスフィルタ３の比較側
空間３ａ及び試料側空間３ｂを通過する同一範囲の波長
帯域を通過させ他の波長帯域はカットする干渉フィルタ
４と、ツイン形検出器５と、より構成される。試料セル
２と分割形ガスフィルタ３との間に測定ガス成分に干渉
影響を与える共存ガス成分と同一のガスを封入したガス
フィルタを設けることもある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ツイン形固体検出器
を用いる赤外線ガス分析計、特に試料中の共存ガスによ
る干渉影響を低減することのできる赤外線ガス分析計に
関する。
を用いる赤外線ガス分析計、特に試料中の共存ガスによ
る干渉影響を低減することのできる赤外線ガス分析計に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ツイン形の固体検出器を用いた従来の赤
外線ガス分析計は、図５に示すように、光源１の前方
に、試料セル２と、比較側干渉フィルタ８と試料側干渉
フィルタ９、ツイン形検出器５が配置された構成となっ
ている。このツイン形検出器５は比較側検出素子５ａと
試料側検出素子５ｂ及び比較側プリアンプ５ｃと試料側
プリアンプ５ｄとで構成される。そしてこれらの検出素
子のうち比較側検出素子５ａの信号を基準として試料側
検出素子５ｂの信号の変化を測定する。また、比較側の
干渉フィルタ８と試料側の干渉フィルタ９も各々別個に
これらの検出素子５ａ、５ｂの受光面前方に設置される
が、この場合、比較側の干渉フィルタ８には測定試料ガ
ス中のいかなるガス成分の赤外線吸収とも重ならない波
長を透過する例えばバンドパスフィルタを、また試料側
の干渉フィルタ９には測定成分の吸収波長のみを透過す
るバンドパスフィルタを用いる。
外線ガス分析計は、図５に示すように、光源１の前方
に、試料セル２と、比較側干渉フィルタ８と試料側干渉
フィルタ９、ツイン形検出器５が配置された構成となっ
ている。このツイン形検出器５は比較側検出素子５ａと
試料側検出素子５ｂ及び比較側プリアンプ５ｃと試料側
プリアンプ５ｄとで構成される。そしてこれらの検出素
子のうち比較側検出素子５ａの信号を基準として試料側
検出素子５ｂの信号の変化を測定する。また、比較側の
干渉フィルタ８と試料側の干渉フィルタ９も各々別個に
これらの検出素子５ａ、５ｂの受光面前方に設置される
が、この場合、比較側の干渉フィルタ８には測定試料ガ
ス中のいかなるガス成分の赤外線吸収とも重ならない波
長を透過する例えばバンドパスフィルタを、また試料側
の干渉フィルタ９には測定成分の吸収波長のみを透過す
るバンドパスフィルタを用いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記するように、試料
中の測定成分ガス濃度を測定する場合、比較側検出素子
５ａからの信号を基準として試料側検出素子５ｂの信号
との比率或いは差異を測定し、試料中の測定成分の濃度
変化を検出する。このようにツイン形検出器を用いる赤
外線ガス分析計では、基準側の透過波長と試料側の透過
波長とは異なる波長帯域を使用しているためこれら異な
る波長における両検出素子の温度特性や熱ノイズの相
違、特に温度によるバラツキ或いは温度補正係数のバラ
ツキが大きく且つ基準信号の信頼性も低く、測定値にも
誤差が生じやすいという問題がある。また、使用するフ
ィルタも測定温度が変化すると吸収帯域がシフトしやす
いという問題がある。このような問題に対する対策とし
て干渉フィルタ及び検出器を外気温度に対して断熱する
か或いは温度調節付の恒温槽内に収納する方法がある。
しかし、基準側と試料側とで異なる波長帯域を使用する
分析計では共存ガスの干渉影響を避けることができな
い。
中の測定成分ガス濃度を測定する場合、比較側検出素子
５ａからの信号を基準として試料側検出素子５ｂの信号
との比率或いは差異を測定し、試料中の測定成分の濃度
変化を検出する。このようにツイン形検出器を用いる赤
外線ガス分析計では、基準側の透過波長と試料側の透過
波長とは異なる波長帯域を使用しているためこれら異な
る波長における両検出素子の温度特性や熱ノイズの相
違、特に温度によるバラツキ或いは温度補正係数のバラ
ツキが大きく且つ基準信号の信頼性も低く、測定値にも
誤差が生じやすいという問題がある。また、使用するフ
ィルタも測定温度が変化すると吸収帯域がシフトしやす
いという問題がある。このような問題に対する対策とし
て干渉フィルタ及び検出器を外気温度に対して断熱する
か或いは温度調節付の恒温槽内に収納する方法がある。
しかし、基準側と試料側とで異なる波長帯域を使用する
分析計では共存ガスの干渉影響を避けることができな
い。
【０００４】この発明は上記する課題に着目してなされ
たものであり、温度差による影響が少なく且つ共存ガス
による干渉影響も低減することが可能で、更に小型化す
ることもできる赤外線ガス分析計を提供することを目的
とする。
たものであり、温度差による影響が少なく且つ共存ガス
による干渉影響も低減することが可能で、更に小型化す
ることもできる赤外線ガス分析計を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、赤外線ガス分析計が、 赤外線光源と、試料セルと、測定しようとする試料ガ
ス中の測定成分と同一の成分ガス又は測定成分と同じ赤
外線吸収を有するガスが封入される比較側空間と不活性
ガスが封入される試料側空間とを備えた分割形ガスフィ
ルタと、前記分割形ガスフィルタの比較側空間及び試料
側空間を通過する同一範囲の波長帯域を通過させ他の波
長帯域はカットする干渉フィルタと、比較側検出素子と
試料側検出素子とで構成されるツイン形検出器と、より
成ることを特徴とする。また、赤外線光源と、試料セ
ルと、測定ガス成分に干渉影響を与える共存ガス成分と
同一のガスを封入したガスフィルタと、測定しようとす
る試料ガス中の測定成分と同一の成分ガス又は測定成分
と同じ赤外線吸収を有するガスが封入される比較側空間
と不活性ガスが封入される試料側空間とを備えた分割形
ガスフィルタと、前記分割形ガスフィルタの比較側空間
及び試料側空間を通過する同一範囲の波長帯域を通過さ
せ他の波長帯域はカットする干渉フィルタと、比較側検
出素子と試料側検出素子とで構成されるツイン形検出器
と、より成ることを特徴とする。或いは赤外線光源
と、試料セルと、比較側及び試料側を通過する同一範囲
の波長帯域を通過させ他の波長帯域はカットする干渉フ
ィルタと、測定試料成分のもつ吸収波長と類似又は重畳
する吸収波長をもつ高分子膜で構成した光学フィルタ
と、比較側検出素子と試料側検出素子とで構成されるツ
イン形検出器と、より成ることを特徴とする。
る課題を解決するために、赤外線ガス分析計が、 赤外線光源と、試料セルと、測定しようとする試料ガ
ス中の測定成分と同一の成分ガス又は測定成分と同じ赤
外線吸収を有するガスが封入される比較側空間と不活性
ガスが封入される試料側空間とを備えた分割形ガスフィ
ルタと、前記分割形ガスフィルタの比較側空間及び試料
側空間を通過する同一範囲の波長帯域を通過させ他の波
長帯域はカットする干渉フィルタと、比較側検出素子と
試料側検出素子とで構成されるツイン形検出器と、より
成ることを特徴とする。また、赤外線光源と、試料セ
ルと、測定ガス成分に干渉影響を与える共存ガス成分と
同一のガスを封入したガスフィルタと、測定しようとす
る試料ガス中の測定成分と同一の成分ガス又は測定成分
と同じ赤外線吸収を有するガスが封入される比較側空間
と不活性ガスが封入される試料側空間とを備えた分割形
ガスフィルタと、前記分割形ガスフィルタの比較側空間
及び試料側空間を通過する同一範囲の波長帯域を通過さ
せ他の波長帯域はカットする干渉フィルタと、比較側検
出素子と試料側検出素子とで構成されるツイン形検出器
と、より成ることを特徴とする。或いは赤外線光源
と、試料セルと、比較側及び試料側を通過する同一範囲
の波長帯域を通過させ他の波長帯域はカットする干渉フ
ィルタと、測定試料成分のもつ吸収波長と類似又は重畳
する吸収波長をもつ高分子膜で構成した光学フィルタ
と、比較側検出素子と試料側検出素子とで構成されるツ
イン形検出器と、より成ることを特徴とする。
【０００６】
【作用】この発明の赤外線ガス分析計を上記手段とした
ときの作用について添付図（図１乃至図５）の符号を用
いて説明する。の手段では、光源１のスイッチをＯＮ
とし、試料セル２に試料を導入する。先ず、試料中に測
定成分ガスがないゼロガス時の出力を求める（図３）。
試料側及び比較側ともに試料セルを通過した後は赤外線
吸収はないが（図３（Ａ））、比較側の赤外線は分割形
ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過する際封入され
たガスにより測定成分の吸収波長帯域の赤外線について
は殆ど吸収されるため比較側を通過する波長は大きく減
少するが試料側の波長には変化はない（図３（Ｂ））。
分割形ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過した赤外
線も試料側空間３ｂを通過した赤外線も同一の干渉フィ
ルタ例えばバンドパスフィルタ４を通過させると、どち
らも同一の波長帯域の波長のみが通過し、他はカットさ
れる（図３（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側検出素子
５ａで検出される赤外線量は図のＳ1 部分であり、試料
側検出素子５ｂで検出される赤外線量は図のＳ0 部分で
ある（図３（Ｄ））。以上のようにしてＳ1 に対するＳ
0 の比或いは差異を求めゼロガス時の出力とする。次
に、試料中に測定成分ガスが存在した時の出力を求める
（図２）。この場合、試料により吸収される赤外線の波
長帯域は試料セル通過後は同一であるから試料側で吸収
される赤外線の波長も比較側で吸収される赤外線の波長
は同一となる（図２（Ａ））。そして比較側の赤外線は
分割形ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過する際試
料ガス中の測定成分に吸収波長帯域をもつ赤外線の殆ど
が吸収されるため比較側を通過する波長は大きく減少す
るが、試料側の波長に変化はない（図２（Ｂ））。分割
形ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過した赤外線も
試料側空間３ｂを通過した赤外線も同一の干渉フィルタ
例えばバンドパスフィルタ４を通過させると、どちらも
同一の波長帯域の波長のみが通過し、他はカットされる
（図２（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側検出素子５ａ
で検出される赤外線量は図のＳ1 部分であり、試料側検
出素子５ｂで検出される赤外線量は図のＳ2 部分である
（図２（Ｄ））。従って、Ｓ1 に対するＳ2 の比或いは
差異を求め特定濃度の測定成分を含む試料ガス測定時の
出力とする。ゼロガス時の出力から当該出力への変化量
を求めれば試料ガスの量を測定することができる。の
手段でもの手段の場合と同様であるが、更にこの場
合、干渉影響を与える共存ガスの赤外線の波長を吸収さ
せ、更に共存ガスによる悪影響を低減することができ
る。の手段でも基本的にはの手段の場合と同様であ
るが、更にこの場合、比較側に配置した高分子膜７を通
過する際その試料ガスの吸収帯の波長と同一若しくは類
似の波長が重畳的に吸収され、検出器５の比較側検出素
子５ａに至る。
ときの作用について添付図（図１乃至図５）の符号を用
いて説明する。の手段では、光源１のスイッチをＯＮ
とし、試料セル２に試料を導入する。先ず、試料中に測
定成分ガスがないゼロガス時の出力を求める（図３）。
試料側及び比較側ともに試料セルを通過した後は赤外線
吸収はないが（図３（Ａ））、比較側の赤外線は分割形
ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過する際封入され
たガスにより測定成分の吸収波長帯域の赤外線について
は殆ど吸収されるため比較側を通過する波長は大きく減
少するが試料側の波長には変化はない（図３（Ｂ））。
分割形ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過した赤外
線も試料側空間３ｂを通過した赤外線も同一の干渉フィ
ルタ例えばバンドパスフィルタ４を通過させると、どち
らも同一の波長帯域の波長のみが通過し、他はカットさ
れる（図３（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側検出素子
５ａで検出される赤外線量は図のＳ1 部分であり、試料
側検出素子５ｂで検出される赤外線量は図のＳ0 部分で
ある（図３（Ｄ））。以上のようにしてＳ1 に対するＳ
0 の比或いは差異を求めゼロガス時の出力とする。次
に、試料中に測定成分ガスが存在した時の出力を求める
（図２）。この場合、試料により吸収される赤外線の波
長帯域は試料セル通過後は同一であるから試料側で吸収
される赤外線の波長も比較側で吸収される赤外線の波長
は同一となる（図２（Ａ））。そして比較側の赤外線は
分割形ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過する際試
料ガス中の測定成分に吸収波長帯域をもつ赤外線の殆ど
が吸収されるため比較側を通過する波長は大きく減少す
るが、試料側の波長に変化はない（図２（Ｂ））。分割
形ガスフィルタ３の比較側空間３ａを通過した赤外線も
試料側空間３ｂを通過した赤外線も同一の干渉フィルタ
例えばバンドパスフィルタ４を通過させると、どちらも
同一の波長帯域の波長のみが通過し、他はカットされる
（図２（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側検出素子５ａ
で検出される赤外線量は図のＳ1 部分であり、試料側検
出素子５ｂで検出される赤外線量は図のＳ2 部分である
（図２（Ｄ））。従って、Ｓ1 に対するＳ2 の比或いは
差異を求め特定濃度の測定成分を含む試料ガス測定時の
出力とする。ゼロガス時の出力から当該出力への変化量
を求めれば試料ガスの量を測定することができる。の
手段でもの手段の場合と同様であるが、更にこの場
合、干渉影響を与える共存ガスの赤外線の波長を吸収さ
せ、更に共存ガスによる悪影響を低減することができ
る。の手段でも基本的にはの手段の場合と同様であ
るが、更にこの場合、比較側に配置した高分子膜７を通
過する際その試料ガスの吸収帯の波長と同一若しくは類
似の波長が重畳的に吸収され、検出器５の比較側検出素
子５ａに至る。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照して説明する。図１（Ａ）はこの発明の赤外線ガ
ス分析計の構成図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ
−Ａ矢視断面図である。尚、重複をさけるため同一要素
には従来技術で説明した符号と同一の符号を使用する。
この赤外線ガス分析計では光源１の前方に、試料セル２
と、分割形ガスフィルタ３と、干渉フィルタの１例とし
てのバンドパスフィルタ４と、ツイン形検出器５とがこ
の順序で配置されている。
を参照して説明する。図１（Ａ）はこの発明の赤外線ガ
ス分析計の構成図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ
−Ａ矢視断面図である。尚、重複をさけるため同一要素
には従来技術で説明した符号と同一の符号を使用する。
この赤外線ガス分析計では光源１の前方に、試料セル２
と、分割形ガスフィルタ３と、干渉フィルタの１例とし
てのバンドパスフィルタ４と、ツイン形検出器５とがこ
の順序で配置されている。
【０００８】前記試料セル２には入口２ａより試料ガス
を連続的に導入し出口２ｂから排出するように構成さ
れ、前記光源１から平行光線として投射された赤外線は
該試料セル２を通過する。前記分割形ガスフィルタ３は
比較側空間３ａと試料側空間３ｂとで構成され、比較側
空間３ａには測定しようとする試料ガスと同一の成分ガ
スが高濃度で封入され、試料側空間３ｂには不活性ガス
が封入される。前記バンドパスフィルタ４は一定の波長
帯域を通過させ、他の波長帯域はカットするフィルタで
あり、従って前記分割形ガスフィルタ３の比較側空間３
ａ及び試料側空間３ｂを通過する赤外線は同一の波長帯
域となる。前記ツイン形検出器５は比較側検出素子５ａ
と試料側検出素子５ｂとで構成され、該比較側検出素子
５ａの信号はプリアンプ５ｃで増幅され、試料側検出素
子５ｂの信号はプリアンプ５ｄで増幅される。
を連続的に導入し出口２ｂから排出するように構成さ
れ、前記光源１から平行光線として投射された赤外線は
該試料セル２を通過する。前記分割形ガスフィルタ３は
比較側空間３ａと試料側空間３ｂとで構成され、比較側
空間３ａには測定しようとする試料ガスと同一の成分ガ
スが高濃度で封入され、試料側空間３ｂには不活性ガス
が封入される。前記バンドパスフィルタ４は一定の波長
帯域を通過させ、他の波長帯域はカットするフィルタで
あり、従って前記分割形ガスフィルタ３の比較側空間３
ａ及び試料側空間３ｂを通過する赤外線は同一の波長帯
域となる。前記ツイン形検出器５は比較側検出素子５ａ
と試料側検出素子５ｂとで構成され、該比較側検出素子
５ａの信号はプリアンプ５ｃで増幅され、試料側検出素
子５ｂの信号はプリアンプ５ｄで増幅される。
【０００９】以上のような構成からなる赤外線ガス分析
計において、光源１より投射され比較側を通過する赤外
線は、試料セル２で一部が吸収され、分割形ガスフィル
タ３の測定しようとする試料ガスと同一のガス成分を封
入した比較側空間３ａを通過する際その試料ガスの吸収
帯の波長の殆どが吸収され、バンドパスフィルタ４で特
定波長域のみが通過し、比較側検出素子５ａに至る。一
方、光源１より投射され試料側を通過する赤外線は、試
料セル２で一部が吸収され、分割形ガスフィルタ３の不
活性ガスを封入した試料側空間３ｂを通過するので殆ど
吸収されず、前記バンドパスフィルタ４で前記比較側を
通過する特定波長と同一の波長のみが通過し、試料側検
出素子５ｂに至る。こうして比較側検出素子５ａの信号
を基準として試料側検出素子５ｂの信号との比或いは差
異を求める。但し、ゼロ点の温度による影響を補正する
場合には別途温度センサ（図示省略）の信号を演算装置
に組み込めばよい。
計において、光源１より投射され比較側を通過する赤外
線は、試料セル２で一部が吸収され、分割形ガスフィル
タ３の測定しようとする試料ガスと同一のガス成分を封
入した比較側空間３ａを通過する際その試料ガスの吸収
帯の波長の殆どが吸収され、バンドパスフィルタ４で特
定波長域のみが通過し、比較側検出素子５ａに至る。一
方、光源１より投射され試料側を通過する赤外線は、試
料セル２で一部が吸収され、分割形ガスフィルタ３の不
活性ガスを封入した試料側空間３ｂを通過するので殆ど
吸収されず、前記バンドパスフィルタ４で前記比較側を
通過する特定波長と同一の波長のみが通過し、試料側検
出素子５ｂに至る。こうして比較側検出素子５ａの信号
を基準として試料側検出素子５ｂの信号との比或いは差
異を求める。但し、ゼロ点の温度による影響を補正する
場合には別途温度センサ（図示省略）の信号を演算装置
に組み込めばよい。
【００１０】次に、この発明の赤外線ガス分析計による
上記動作を図２及び図３の赤外線スペクトルにより説明
する。 （１）光源１のスイッチをＯＮとし、試料セル２に試料
を導入する。先ず、試料中に測定成分ガスがないゼロガ
ス時の出力を求める（図３）。試料側及び比較側ともに
試料セルを通過した後は赤外線吸収はないが（図３
（Ａ））、比較側の赤外線は分割形ガスフィルタ３の比
較側空間３ａを通過する際封入されたガスにより測定成
分の吸収波長帯域の赤外線については殆ど吸収されるた
め比較側を通過する波長は大きく減少するが試料側の波
長には変化はない（図３（Ｂ））。分割形ガスフィルタ
３の比較側空間３ａを通過した赤外線も試料側空間３ｂ
を通過した赤外線も同一の干渉フィルタ例えばバンドパ
スフィルタ４を通過させると、どちらも同一の波長帯域
の波長のみが通過し、他はカットされる（図３
（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側検出素子５ａで検出
される赤外線量は図のＳ1 部分であり、試料側検出素子
５ｂで検出される赤外線量は図のＳ0 部分である（図３
（Ｄ））。以上のようにしてＳ1 に対するＳ0 の比或い
は差異を求めゼロガス時の出力とする。 （２）次に、試料中に測定成分ガスが存在した時の出力
を求める（図２）。この場合、吸収される赤外線の波長
帯域は同一であるから試料側で吸収される赤外線の波長
も比較側で吸収される赤外線の波長は同一となる（図２
（Ａ））。そして比較側を通過した赤外線は分割形ガス
フィルタ３の比較側空間３ａを通過する際試料ガスに吸
収波長帯域をもつ赤外線の殆どが吸収されるため比較側
を通過する波長は大きく減少するが、試料側の波長に変
化はない（図２（Ｂ））。分割形ガスフィルタ３の比較
側空間３ａを通過した赤外線も試料側空間３ｂを通過し
た赤外線も同一のバンドパスフィルタ４を通過させる
と、どちらも同一の波長帯域の波長のみが通過し、他は
カットされる（図２（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側
検出素子５ａで検出される赤外線量は図のＳ1 部分であ
り、試料側検出素子５ｂで検出される赤外線量は図のＳ
2 部分である（図２（Ｄ））。 （３）従って、Ｓ1 に対するＳ2 の比或いは差異を求め
これを特定濃度の測定成分を含む試料ガス測定時の出力
とし、ゼロガス時の出力から当該出力への変化量を求め
れば試料ガスの量を測定することができる。
上記動作を図２及び図３の赤外線スペクトルにより説明
する。 （１）光源１のスイッチをＯＮとし、試料セル２に試料
を導入する。先ず、試料中に測定成分ガスがないゼロガ
ス時の出力を求める（図３）。試料側及び比較側ともに
試料セルを通過した後は赤外線吸収はないが（図３
（Ａ））、比較側の赤外線は分割形ガスフィルタ３の比
較側空間３ａを通過する際封入されたガスにより測定成
分の吸収波長帯域の赤外線については殆ど吸収されるた
め比較側を通過する波長は大きく減少するが試料側の波
長には変化はない（図３（Ｂ））。分割形ガスフィルタ
３の比較側空間３ａを通過した赤外線も試料側空間３ｂ
を通過した赤外線も同一の干渉フィルタ例えばバンドパ
スフィルタ４を通過させると、どちらも同一の波長帯域
の波長のみが通過し、他はカットされる（図３
（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側検出素子５ａで検出
される赤外線量は図のＳ1 部分であり、試料側検出素子
５ｂで検出される赤外線量は図のＳ0 部分である（図３
（Ｄ））。以上のようにしてＳ1 に対するＳ0 の比或い
は差異を求めゼロガス時の出力とする。 （２）次に、試料中に測定成分ガスが存在した時の出力
を求める（図２）。この場合、吸収される赤外線の波長
帯域は同一であるから試料側で吸収される赤外線の波長
も比較側で吸収される赤外線の波長は同一となる（図２
（Ａ））。そして比較側を通過した赤外線は分割形ガス
フィルタ３の比較側空間３ａを通過する際試料ガスに吸
収波長帯域をもつ赤外線の殆どが吸収されるため比較側
を通過する波長は大きく減少するが、試料側の波長に変
化はない（図２（Ｂ））。分割形ガスフィルタ３の比較
側空間３ａを通過した赤外線も試料側空間３ｂを通過し
た赤外線も同一のバンドパスフィルタ４を通過させる
と、どちらも同一の波長帯域の波長のみが通過し、他は
カットされる（図２（Ｃ））。ツイン形検出器の比較側
検出素子５ａで検出される赤外線量は図のＳ1 部分であ
り、試料側検出素子５ｂで検出される赤外線量は図のＳ
2 部分である（図２（Ｄ））。 （３）従って、Ｓ1 に対するＳ2 の比或いは差異を求め
これを特定濃度の測定成分を含む試料ガス測定時の出力
とし、ゼロガス時の出力から当該出力への変化量を求め
れば試料ガスの量を測定することができる。
【００１１】上記するように、同一の試料セルを通過し
た赤外線を、試料中の測定ガスと同一成分を封入した比
較側空間３ａと不活性ガス（ゼロガス）を封入した試料
側空間３ｂとよりなる分割形ガスフィルタ３を通過させ
且つ同一の透過波長をもつバンドパスフィルタ４を通過
させるにより比較側検出素子及び試料側検出素子に対し
て共存ガスによる干渉等を同じように影響させることが
できるためこうした悪影響をキャンセルすることができ
る。また、検出器、例えばパイロセンサの場合では雰囲
気温度変化による雑音の発生が大きな測定誤差となる
が、比較側と試料側では分割形ガスフィルタ３に測定成
分と同一成分を封じたか否かのみの相違しかないため比
較側と試料側の両検出素子の温度特性はほぼ同じとな
り、別途光学系の周辺に設置した温度センサの信号と比
較側の信号から試料側信号のゼロ点における指示誤差を
補正することができる。
た赤外線を、試料中の測定ガスと同一成分を封入した比
較側空間３ａと不活性ガス（ゼロガス）を封入した試料
側空間３ｂとよりなる分割形ガスフィルタ３を通過させ
且つ同一の透過波長をもつバンドパスフィルタ４を通過
させるにより比較側検出素子及び試料側検出素子に対し
て共存ガスによる干渉等を同じように影響させることが
できるためこうした悪影響をキャンセルすることができ
る。また、検出器、例えばパイロセンサの場合では雰囲
気温度変化による雑音の発生が大きな測定誤差となる
が、比較側と試料側では分割形ガスフィルタ３に測定成
分と同一成分を封じたか否かのみの相違しかないため比
較側と試料側の両検出素子の温度特性はほぼ同じとな
り、別途光学系の周辺に設置した温度センサの信号と比
較側の信号から試料側信号のゼロ点における指示誤差を
補正することができる。
【００１２】図４はこの発明の赤外線ガス分析計の第２
の実施例の構成を示す図である。即ち、この実施例で
は、光源１の前方には試料セル２と、ガスフィルタ６
と、分割形ガスフィルタ３と、バンドパスフィルタ４
と、ツイン形検出器５とがこの順序で配置された構成と
なっている。この場合、ガスフィルタ６は測定ガス成分
に干渉影響を与える共存ガス成分と同一のガスを封入し
てある。このようなガスフィルタ６を配置することによ
って干渉影響を与える共存ガスの赤外線の波長を吸収さ
せ、更に共存ガスによる悪影響を低減することができ
る。また、分割形ガスフィルタ３でガスフィルタ６の代
用をさせることも可能である。即ち、分割形ガスフィル
タ３の比較側空間３ａ及び試料側空間３ｂに共存ガス成
分と同一のガスを同一濃度となるように封入し、且つ比
較側空間３ａには測定成分ガスを所定の濃度となるよう
に封入する。このような構成として、ガスの種類、分
圧、セル長の最適値を選択する。
の実施例の構成を示す図である。即ち、この実施例で
は、光源１の前方には試料セル２と、ガスフィルタ６
と、分割形ガスフィルタ３と、バンドパスフィルタ４
と、ツイン形検出器５とがこの順序で配置された構成と
なっている。この場合、ガスフィルタ６は測定ガス成分
に干渉影響を与える共存ガス成分と同一のガスを封入し
てある。このようなガスフィルタ６を配置することによ
って干渉影響を与える共存ガスの赤外線の波長を吸収さ
せ、更に共存ガスによる悪影響を低減することができ
る。また、分割形ガスフィルタ３でガスフィルタ６の代
用をさせることも可能である。即ち、分割形ガスフィル
タ３の比較側空間３ａ及び試料側空間３ｂに共存ガス成
分と同一のガスを同一濃度となるように封入し、且つ比
較側空間３ａには測定成分ガスを所定の濃度となるよう
に封入する。このような構成として、ガスの種類、分
圧、セル長の最適値を選択する。
【００１３】次に、図５はこの発明の赤外線ガス分析計
の第３の実施例の構成を示す図である。即ち、この実施
例では、光源１の前方には試料セル２と、バンドパスフ
ィルタ４と、比較側にのみ配置する高分子膜７と、ツイ
ン形検出器５等がこの順序で配置された構成となってい
る。この場合、前記高分子膜７は測定試料成分のもつ吸
収波長と類似又は重畳する吸収波長をもつ高分子膜であ
り一種の光学フィルタである。前記バンドパスフィルタ
４は前記ツイン形検出器の比較側検出素子５ａ及び試料
側検出素子５ｂに対して同一の波長を透過させるように
してある。
の第３の実施例の構成を示す図である。即ち、この実施
例では、光源１の前方には試料セル２と、バンドパスフ
ィルタ４と、比較側にのみ配置する高分子膜７と、ツイ
ン形検出器５等がこの順序で配置された構成となってい
る。この場合、前記高分子膜７は測定試料成分のもつ吸
収波長と類似又は重畳する吸収波長をもつ高分子膜であ
り一種の光学フィルタである。前記バンドパスフィルタ
４は前記ツイン形検出器の比較側検出素子５ａ及び試料
側検出素子５ｂに対して同一の波長を透過させるように
してある。
【００１４】前記干渉フィルタ４と比較側検出素子５ａ
との間に配置する光学フィルタとしての高分子膜７は、
高分子膜として成形できるもので、例えばプラスチック
フィルムの１０〜５０μｍ程度のもの、高分子接着剤、
プラスチック材料の性能改良剤である可塑剤、酸化防止
剤等の充填剤と接着剤と併用したもの、等を利用するこ
とができる。高分子膜７として接着剤を用いる場合、光
学窓、例えばＣａＦr、Ａｌ2 Ｏ3 、ＢａＣｌ2 等の表
面に塗布することで光学フィルタを構成することができ
る。更に、簡易な方法としては干渉フィルタ４の裏面に
接着剤を塗布する方法もある。この場合、該干渉フィル
タ４の裏面の比較側に接着剤を塗布することで一枚の光
学フィルタを構成することが可能となる。
との間に配置する光学フィルタとしての高分子膜７は、
高分子膜として成形できるもので、例えばプラスチック
フィルムの１０〜５０μｍ程度のもの、高分子接着剤、
プラスチック材料の性能改良剤である可塑剤、酸化防止
剤等の充填剤と接着剤と併用したもの、等を利用するこ
とができる。高分子膜７として接着剤を用いる場合、光
学窓、例えばＣａＦr、Ａｌ2 Ｏ3 、ＢａＣｌ2 等の表
面に塗布することで光学フィルタを構成することができ
る。更に、簡易な方法としては干渉フィルタ４の裏面に
接着剤を塗布する方法もある。この場合、該干渉フィル
タ４の裏面の比較側に接着剤を塗布することで一枚の光
学フィルタを構成することが可能となる。
【００１５】測定成分ガスの選択性では前記ガスフィル
タ６を使用する方が有利であるが、測定対象成分のもつ
赤外線吸収波長と類似したもの又は重畳した吸収波長を
もつ点では高分子膜７の光学フィルタが有利である。ま
た、ガスフィルタ６はフィルタセルの構造を小さくする
必要性及び封入時使用するフィルタセルと光学窓との接
着剤と封入ガスとの反応性を考慮しなければならず、ま
た封入ガスの外気への漏洩の恐れもある。しかし、前記
高分子膜７は光学窓材上に一定の張力で均一に固定する
か或いは光学窓材２枚でサンドイッチ状に固定すれば良
く、ガス漏れ等も考慮する必要がない。
タ６を使用する方が有利であるが、測定対象成分のもつ
赤外線吸収波長と類似したもの又は重畳した吸収波長を
もつ点では高分子膜７の光学フィルタが有利である。ま
た、ガスフィルタ６はフィルタセルの構造を小さくする
必要性及び封入時使用するフィルタセルと光学窓との接
着剤と封入ガスとの反応性を考慮しなければならず、ま
た封入ガスの外気への漏洩の恐れもある。しかし、前記
高分子膜７は光学窓材上に一定の張力で均一に固定する
か或いは光学窓材２枚でサンドイッチ状に固定すれば良
く、ガス漏れ等も考慮する必要がない。
【００１６】以上のような構成からなる赤外線ガス分析
計において、光源１より投射され比較側を通過する赤外
線は、試料セル２で一部が吸収され、バンドパスフィル
タ４で特定波長帯域のみが通過し、比較側に配置した高
分子膜７を通過する際その試料ガスの吸収帯の波長と同
一若しくは類似の波長が重畳的に吸収され、比較側検出
素子５ａに至る。一方、光源１より投射され試料側を通
過する赤外線は、試料セル２で一部が吸収され、バンド
パスフィルタ４で前記比較側を通過する特定波長と同一
の波長のみが通過し、試料側検出素子５ｂに至る。こう
して比較側検出素子５ａの信号を基準として試料側検出
素子５ｂの信号との比或いは差異を求めることができ
る。
計において、光源１より投射され比較側を通過する赤外
線は、試料セル２で一部が吸収され、バンドパスフィル
タ４で特定波長帯域のみが通過し、比較側に配置した高
分子膜７を通過する際その試料ガスの吸収帯の波長と同
一若しくは類似の波長が重畳的に吸収され、比較側検出
素子５ａに至る。一方、光源１より投射され試料側を通
過する赤外線は、試料セル２で一部が吸収され、バンド
パスフィルタ４で前記比較側を通過する特定波長と同一
の波長のみが通過し、試料側検出素子５ｂに至る。こう
して比較側検出素子５ａの信号を基準として試料側検出
素子５ｂの信号との比或いは差異を求めることができ
る。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明の赤外線ガ
ス分析計によれば、試料ガス中に干渉影響を与える共存
ガスがあってもこのガスの干渉影響を低減することがで
きる。この赤外線ガス分析計では、比較側の信号と試料
側の信号は同一の干渉フィルタの透過波長帯域を受光し
た基準信号が得られるのでゼロ点における温度特性が試
料側と近似しており温度補正も正確となる。また、高精
度で小形且つ安価な分析計とすることができる。特に、
光学フィルタとして高分子膜を利用すればスペ−スを小
さくした分析計とすることができる。そして光学フィル
タとしての高分子膜に有機物系フィルムを用いると炭化
水素成分（Ｃ6 Ｈ14、Ｃ3 Ｈ8 、ＣＨ4等）を測定する
場合大きな検出感度を得ることができるし、材質の劣化
も少ないので安定性も良く且つコトスも低減することが
できる。更に、この赤外線ガス分析計はチョッパ−等の
可動部分がなく安定的に動作させることができる。
ス分析計によれば、試料ガス中に干渉影響を与える共存
ガスがあってもこのガスの干渉影響を低減することがで
きる。この赤外線ガス分析計では、比較側の信号と試料
側の信号は同一の干渉フィルタの透過波長帯域を受光し
た基準信号が得られるのでゼロ点における温度特性が試
料側と近似しており温度補正も正確となる。また、高精
度で小形且つ安価な分析計とすることができる。特に、
光学フィルタとして高分子膜を利用すればスペ−スを小
さくした分析計とすることができる。そして光学フィル
タとしての高分子膜に有機物系フィルムを用いると炭化
水素成分（Ｃ6 Ｈ14、Ｃ3 Ｈ8 、ＣＨ4等）を測定する
場合大きな検出感度を得ることができるし、材質の劣化
も少ないので安定性も良く且つコトスも低減することが
できる。更に、この赤外線ガス分析計はチョッパ−等の
可動部分がなく安定的に動作させることができる。
【図１】図１（Ａ）はこの発明の赤外線ガス分析計の構
成図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面
図である。
成図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面
図である。
【図２】図２（Ａ）は試料セルで吸収される比較側と試
料側の赤外線吸収スペクトル、図２（Ｂ）は試料セル及
び分割セルで吸収される比較側と試料側の赤外線吸収ス
ペクトル、図２（Ｃ）は試料セルと分割セル及びバンド
パスフィルタで吸収される比較側と試料側の赤外線吸収
スペクトル、図２（Ｄ）は試料セルと分割セル及びバン
ドパスフィルタで吸収され比較側検出素子と試料側検出
素子で受光され検出される赤外線スペクトルを示す図で
ある。
料側の赤外線吸収スペクトル、図２（Ｂ）は試料セル及
び分割セルで吸収される比較側と試料側の赤外線吸収ス
ペクトル、図２（Ｃ）は試料セルと分割セル及びバンド
パスフィルタで吸収される比較側と試料側の赤外線吸収
スペクトル、図２（Ｄ）は試料セルと分割セル及びバン
ドパスフィルタで吸収され比較側検出素子と試料側検出
素子で受光され検出される赤外線スペクトルを示す図で
ある。
【図３】図３（Ａ）は比較側セルと試料側セル（ゼロガ
ス）との赤外線吸収前のスペクトル、図３（Ｂ）は比較
側セルと試料側セル（ゼロガス）の赤外線吸収スペクト
ル、図３（Ｃ）はバンドパスフィルタで吸収される比較
側セルと試料側セル（ゼロガス）の赤外線吸収スペクト
ル、図３（Ｄ）は比較側セルと試料側セル（ゼロガス）
及びバンドパスフィルタで吸収され比較側検出素子と試
料側検出素子で受光され検出される赤外線スペクトルを
示す図である。
ス）との赤外線吸収前のスペクトル、図３（Ｂ）は比較
側セルと試料側セル（ゼロガス）の赤外線吸収スペクト
ル、図３（Ｃ）はバンドパスフィルタで吸収される比較
側セルと試料側セル（ゼロガス）の赤外線吸収スペクト
ル、図３（Ｄ）は比較側セルと試料側セル（ゼロガス）
及びバンドパスフィルタで吸収され比較側検出素子と試
料側検出素子で受光され検出される赤外線スペクトルを
示す図である。
【図４】この発明の赤外線ガス分析計の第２の実施例の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図５】この発明の赤外線ガス分析計の第３の実施例の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図６】従来の赤外線ガス分析計の構成例を示す図であ
る。
る。
１ 光源 ２ 試料セル ３ 分割形ガスフィルタ ３ａ 比較側セル ３ｂ 試料側セル ４ バンドパスフィルタ ５ 検出器 ６ ガスフィルタ ７ 高分子膜
Claims (3)
- 【請求項１】 赤外線光源と、試料セルと、測定しよう
とする試料ガス中の測定成分と同一の成分ガス又は測定
成分と同じ赤外線吸収を有するガスが封入される比較側
空間と不活性ガスが封入される試料側空間とを備えた分
割形ガスフィルタと、前記分割形ガスフィルタの比較側
空間及び試料側空間を通過する同一範囲の波長帯域を通
過させ他の波長帯域はカットする干渉フィルタと、比較
側検出素子と試料側検出素子とで構成されるツイン形検
出器と、より成る赤外線ガス分析計。 - 【請求項２】 赤外線光源と、試料セルと、測定ガス成
分に干渉影響を与える共存ガス成分と同一のガスを封入
したガスフィルタと、測定しようとする試料ガス中の測
定成分と同一の成分ガス又は測定成分と同じ赤外線吸収
を有するガスが封入される比較側空間と不活性ガスが封
入される試料側空間とを備えた分割形ガスフィルタと、
前記分割形ガスフィルタの比較側空間及び試料側空間を
通過する同一範囲の波長帯域を通過させ他の波長帯域は
カットする干渉フィルタと、比較側検出素子と試料側検
出素子とで構成されるツイン形検出器と、より成る請求
項第１項記載の赤外線ガス分析計。 - 【請求項３】 赤外線光源と、試料セルと、比較側及び
試料側を通過する同一範囲の波長帯域を通過させ他の波
長帯域はカットする干渉フィルタと、測定試料成分のも
つ吸収波長と類似又は重畳する吸収波長をもつ高分子膜
で構成した光学フィルタと、比較側検出素子と試料側検
出素子とで構成されるツイン形検出器と、より成る請求
項第１項若しくは第２項記載の赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7988295A JPH08247942A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7988295A JPH08247942A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247942A true JPH08247942A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=13702626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7988295A Pending JPH08247942A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247942A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003507703A (ja) * | 1999-08-13 | 2003-02-25 | リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミネソタ | 同位体比率を測定するための赤外分光計 |
| JP2003515707A (ja) * | 1999-11-30 | 2003-05-07 | マーレ フィルタージステーメ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 油システム、特に液圧システム又は潤滑油システム |
| JP2007256242A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Riken Keiki Co Ltd | 赤外線式ガス検知器 |
| JP2009257808A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Yokogawa Electric Corp | 赤外線ガス分析計 |
| WO2011102315A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | ガス濃度算出装置、ガス濃度計測モジュールおよび光検出器 |
| JP2011169644A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出器 |
| JP2012068164A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Horiba Ltd | 赤外線ガス分析計 |
| JP2016057320A (ja) * | 2016-01-29 | 2016-04-21 | 株式会社島津製作所 | 赤外線ガス分析装置 |
| CN108663341A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-16 | 深圳大学 | 一种医用呼吸二氧化碳浓度测量系统 |
| CN108732176A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-02 | 深圳大学 | 一种医用呼吸二氧化碳检测系统 |
| KR102339624B1 (ko) * | 2020-08-29 | 2021-12-16 | (주)세성 | 냉매 가스 누출 감지센서 및 이를 이용한 누출감지방법 |
| KR102616114B1 (ko) * | 2022-12-14 | 2023-12-20 | 주식회사 다산에스엠 | 자동차 배기가스에 포함된 no 가스 검출기 |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP7988295A patent/JPH08247942A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003507703A (ja) * | 1999-08-13 | 2003-02-25 | リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミネソタ | 同位体比率を測定するための赤外分光計 |
| JP4729215B2 (ja) * | 1999-08-13 | 2011-07-20 | リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ | 同位体比率を測定するための赤外分光計 |
| JP2003515707A (ja) * | 1999-11-30 | 2003-05-07 | マーレ フィルタージステーメ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 油システム、特に液圧システム又は潤滑油システム |
| JP2007256242A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Riken Keiki Co Ltd | 赤外線式ガス検知器 |
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| JP2011169644A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出器 |
| WO2011102315A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | ガス濃度算出装置、ガス濃度計測モジュールおよび光検出器 |
| JP2012068164A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Horiba Ltd | 赤外線ガス分析計 |
| JP2016057320A (ja) * | 2016-01-29 | 2016-04-21 | 株式会社島津製作所 | 赤外線ガス分析装置 |
| CN108663341A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-16 | 深圳大学 | 一种医用呼吸二氧化碳浓度测量系统 |
| CN108732176A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-02 | 深圳大学 | 一种医用呼吸二氧化碳检测系统 |
| KR102339624B1 (ko) * | 2020-08-29 | 2021-12-16 | (주)세성 | 냉매 가스 누출 감지센서 및 이를 이용한 누출감지방법 |
| KR102616114B1 (ko) * | 2022-12-14 | 2023-12-20 | 주식회사 다산에스엠 | 자동차 배기가스에 포함된 no 가스 검출기 |
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