赤外線ガス分析計
【課題】試料ガスが低濃度の場合にも高精度の測定が可能な赤外線ガス分析計の提供。
【解決手段】本発明は、赤外線光源１からの赤外光の光路上に配置され試料ガスが流通される試料セル３と、試料セル３を透過した赤外光の光路上に配置される赤外線検出器４と、を備える。赤外線検出器４は、受光室４１、４２、圧力センサ４３、および光学フィルタ４４、４５を備える。受光室４１、４２のそれぞれには、被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。圧力センサ４３は、受光室４１と受光室４２とにおける赤外光の吸収量の差を検出する。光学フィルタ４４、４５は、受光室４１、４２に封入されているガスの赤外線吸収帯のうちの予め定めた異なる一部をそれぞれ反射する。また、光学フィルタ４４、４５は、受光室４１よりも後段側の位置にそれぞれ配置されている。
【解決手段】本発明は、赤外線光源１からの赤外光の光路上に配置され試料ガスが流通される試料セル３と、試料セル３を透過した赤外光の光路上に配置される赤外線検出器４と、を備える。赤外線検出器４は、受光室４１、４２、圧力センサ４３、および光学フィルタ４４、４５を備える。受光室４１、４２のそれぞれには、被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。圧力センサ４３は、受光室４１と受光室４２とにおける赤外光の吸収量の差を検出する。光学フィルタ４４、４５は、受光室４１、４２に封入されているガスの赤外線吸収帯のうちの予め定めた異なる一部をそれぞれ反射する。また、光学フィルタ４４、４５は、受光室４１よりも後段側の位置にそれぞれ配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学工場や製鉄所のガス濃度に関するプロセスモニター、ボイラーや燃焼炉の燃焼ガス分析、大気汚染の監視、自動車排気ガスの測定などに使用され、ガス分子固有の赤外線吸収効果を利用して試料ガス中の特定成分の濃度を測定する赤外線ガス分析計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の赤外線ガス分析計としては、光路に沿って直列に配置された前後の受光室間での赤外光吸収量の差を検出するニューマチック型の検出器を備えたものが知られている。
この赤外線ガス分析計は、例えば図６に示すように、赤外線光源１、光チョッパ２、試料セル３、および赤外線検出器８を備えている。赤外線検出器８は、前後２つの受光室８１、８２と、圧力センサ８３とを備えている。
【０００３】
光源１から発せられた赤外光は、光チョッパ２により断続光となり試料ガスが流通する試料セル３内に入射する。試料セル３内に入射した赤外光は測定対象である試料ガスを透過し、赤外線検出器８に入射する。赤外線検出器８での赤外光の吸収量は、試料セル３内に存在する試料ガス（測定対象）成分の濃度に応じて変化するので、赤外線検出器８はその変化を検出して濃度信号Ｓ１として出力する。
【０００４】
従来の赤外線検出器８では、試料ガス中の被検出成分による赤外線吸収を利用するので、試料ガス中に被検出成分と同一の赤外線吸収領域または一部が重なった赤外線吸収領域を持つ成分（干渉成分）が共存する場合には、干渉成分の濃度が被検出成分の測定誤差になる。
その干渉成分の影響を低減するために、例えば特許文献１では、前後の受光室での干渉成分による吸収の光路内に配置した遮光板により比率調整を行い、その影響を低減する方法が提案されている。また、この提案の他に、ガスフィルタによる干渉成分の波長帯の吸収、光学フィルタなどによる透過波長帯の限定、検出器の前後の光路長比の最適化による低減などの各種の方法が提案されている。
【０００５】
さらに、１つの光学系で試料ガスに含まれる２以上の成分を測定する赤外線ガス分析計が知られている（特許文献２参照）。
この赤外線ガス分析計は、図７に示すように、赤外線光源１、光チョッパ２、試料セル３、赤外線検出器Ｄ１〜Ｄ３、および光学フィルタＦ１〜Ｆ３を備えている。
検出器Ｄ１〜Ｄ３は、それぞれ赤外光の光路に沿った２つの受光室９１、９２を備え、両受光室９１、９２での赤外光吸収量の差を、両受光室９１、９２間に設けらた圧力センサ９３により検出する。
【０００６】
検出器Ｄ１〜Ｄ３は、試料セル３に流通する試料ガス中の３成分（ＮＯ、ＣＯ、ＳＯ２）を測定できるように、検出器Ｄ１にはＮＯが、検出器Ｄ２にはＣＯが、検出器Ｄ３にはＳＯ２がそれぞれ適当な濃度で充填されている。そして、検出器Ｄ１〜Ｄ３のそれぞれは、封入ガスの赤外線吸収波長に感度を有する赤外線センサとなっている。
試料セル３に流通する試料ガスに含まれるそれぞれのガス成分の濃度に応じて、検出器Ｄ１〜Ｄ３に封入されているガスに吸収されるエネルギーが変化し、圧力センサ９３を通して取り出された信号から試料ガス中の濃度に換算する。
【０００７】
光学フィルタＦ１〜Ｆ３は、干渉成分による妨害を除去するものであり、検出器Ｄ１〜Ｄ３の後段にそれぞれ配置されている。
また、特許文献２には、図７に示す赤外線ガス分析計の構成を基本にし、図７の検出器Ｄ１〜Ｄ３の構成を、図８（Ａ）または図８（Ｂ）に示す検出器に置き換えたものが記載されている。
【０００８】
図８（Ａ）に示す検出器は、受光室９１と受光室９２との間に、光学フィルタＦを配置したものである。図８（Ｂ）に示す検出器は、図７に示す受光室９２をガスが流通するように接続される受光室９２ａと受光室９２ｂとに分割し、この受光室９２ａと受光室９２ｂとの間に、光学フィルタＦを配置したものである。
このように、特許文献２に係る検出器では、試料ガス中に含まれる干渉成分の影響を低減するために、ガスフィルタによる干渉成分の波長帯を吸収し、光学フィルタなどにより透過波長帯を限定する方法を採用する。
【０００９】
しかし、試料ガス中に２以上の干渉ガス成分が存在する場合、または試料ガスが低濃度の場合には、上記の従来の手法では、試料ガス中に含まれる干渉成分の影響を低減しきれない場合が多く、測定誤差を生じることになる。
この影響を低減する方法として、特許文献３に記載の方法が知られている。この方法は、検出器に封入されるガス中に干渉成分を添加し、２つの前後の受光室にそれぞれの干渉の影響が相殺される比率で封入することにより、その影響を除去するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−２２５１４８号公報
【特許文献２】特開２００４−６１２０７号公報
【特許文献３】特開平７−２１８４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３に記載の方法は、試料ガス中に２成分以上の干渉ガスがある場合に、その干渉成分の影響を低減する方法としては有効である。しかし、前後の受光室において異なる濃度のガスを封入するので、前後の受光室のガスの膨張差によるマスフローを検出する方式の検出器には適用できない。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、フローセンサ方式の検出器に適用できる上に、試料ガスが低濃度の場合にも高精度の測定が可能な赤外線ガス分析計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような構成からなる。
本発明は、光源からの赤外光の光路上に配置され試料ガスが流通される試料セルと、前記試料セルを透過した前記赤外光の光路上に配置される赤外線検出器と、を備え、前記赤外線検出器は、被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入され、光路に沿って前記試料セル側から順に配置される第１の受光室および第２の受光室と、前記第１の受光室と前記第２の受光室とにおける赤外光の吸収量の差を検出するセンサと、前記第１の受光室および前記第２の受光室に封入されているガスの赤外線吸収帯の全部をそれぞれ反射し、または前記赤外線吸収帯のうち予め定めた異なる一部をそれぞれ反射する第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタと、を備え、前記第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタのそれぞれは、前記第１の受光室よりも後段側の位置に配置されている。
【００１３】
本発明では、前記第１の受光室と前記第２の受光室のそれぞれは単一の空間からなり、前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記第２の受光室の後段、または前記第１の受光室と前記第２の受光室との間に配置されている
【００１４】
また、本発明では、前記第１の光学フィルタは単一の空間からなり、前記第２の受光室は、ガスが流通できるように接続され、かつ、前記光路上に順に配置される第３の受光室と第４の受光室とからなり、前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記第１の受光室と前記第３の受光室との間および前記第３の受光室と前記第４の受光室との間に配置され、前記第３の受光室と前記第４の受光室との間にそれぞれ配置され、または前記第３の受光室と前記第４の受光室との間、および前記第４受光室の後段に配置されている。
そして、本発明では、前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記光路と交差する方向に移動するように構成し、挿入量を調整するようになっている。
【発明の効果】
【００１５】
このような構成の本発明では、第１の受光室と第２の受光室において、封入されているガス中の干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることが可能となる。
このため、本発明によれば、第１の受光室と第２の受光室内における干渉ガス成分による赤外線の吸収に基づくガスの膨張量差をなくすことができ、干渉ガス成分による測定誤差の影響を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の赤外線ガス分析計の第１実施形態の正面の概略断面図である。
【図２】ガスの赤外線の波長に対する吸光度を示すとともに、第１実施形態に適用される光学フィルタの特性（透過率）を示す図である。
【図３】第１実施形態の変形例の要部の正面の概略断面図である。
【図４】本発明の赤外線ガス分析計の第２実施形態の正面の概略断面図である。
【図５】第２実施形態の第１および第２変形例のそれぞれの要部の正面の概略断面図である。
【図６】従来の赤外線ガス分析計の正面の概略断面図である。
【図７】従来の他の赤外線ガス分析計の正面の概略断面図である。
【図８】図７の赤外線ガス分析計の第１および第２変形例のそれぞれの要部の正面の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の赤外線ガス分析計の第１実施形態の正面の概略断面図である。
この第１実施形態に係る赤外線ガス分析計は、図１に示すように、赤外線光源１と、光チョッパ２と、試料セル３と、赤外線検出器４とを備え、試料ガスが試料セル３内を流通するようになっている。
【００１８】
赤外線光源１は、赤外線を放射する。光チョッパ２は、赤外線光源１と試料セル３との間に配置されている。また、光チョッパ２は、モータ５により回転し、赤外線光源１からの赤外光を断続して試料セル３に導くようになっている。
試料セル３は、赤外線光源１からの赤外光の光路６上に配置され、その内部を試料ガスが流通するようになっている。赤外線検出器４は、試料セル３を透過した赤外光の光路６上に配置されている。
【００１９】
赤外線検出器４は、図１に示すように、受光室４１と、受光室４２と、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４と、光学フィルタ４５と、を備えている。
受光室４１と受光室４２とは、光路６に沿って試料セル３側から順に配置されている。そして、受光室４１、４２のそれぞれは、単一の空間を形成している。
また、受光室４１、４２のそれぞれには、被検出成分ガスの他に、試料セル３内に存在する試料ガス中の被検出成分ガスの干渉成分の影響を排除するために、その被検出成分の赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入（充填）されている。
【００２０】
ここで、例えば、赤外線検出器４がＮＯを測定する場合には、受光室４１、４２のそれぞれには、ＮＯと、そのＮＯの赤外線吸収波長と一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。
圧力センサ４３は、受光室４１と受光室４２との間に配置され、受光室４１と受光室４２とにおける赤外光の吸収量の差に応じた圧力差を検出し、その検出信号Ｓ２を出力するようになっている。圧力センサ４３は、コンデンサマイクやフローセンサなどである。
【００２１】
光学フィルタ４４、４５は、赤外線に対して異なる透過特性を有し、受光室４１、４２に封入されているガスの赤外線吸収帯のうち、予め定めた異なる一部の吸収帯をそれぞれ反射するようになっている。また、光学フィルタ４４、４５のそれぞれは、光路６と交差する方向に移動できるように構成し、受光室４１、４２間における挿入量を調整できるようになっている。
【００２２】
次に、図１の光学フィルタ４４、４５の具体的な特性について、図２を参照して説明する。
図２は、赤外線の波長が４〜７〔μｍ〕の範囲におけるガスの赤外線の吸光度の一例を示す。
このような赤外線の吸光度の下で、赤外線検出器４が試料ガス中のＮＯを測定する場合には、ＣＯ２、Ｈ２Ｏが干渉ガス（干渉成分）となり、その測定の誤差となる。
【００２３】
すなわち、赤外線検出器４でＮＯを測定する場合には、ＮＯの吸収波長帯がＣＯ２やＨ２Ｏの吸収波長帯と重なる部分があるので、試料ガス中のＣＯ２やＨ２Ｏに対して若干の感度を有し、ＮＯの濃度測定の誤差となる。
そこで、光学フィルタ４４は、図２に示すように、ＮＯの測定波長帯（検出波長帯）である５〔μｍ〕付近の赤外線（赤外光）を透過し、Ｈ２Ｏの吸収波長帯である５．５〜７〔μｍ〕付近の赤外線を透過しないフィルタとする。
【００２４】
また、光学フィルタ４５は、図２に示すように、ＮＯの測定波長帯（検出波長帯）である５〔μｍ〕付近の赤外線を透過し、ＣＯ２の吸収波長帯である４．３〔μｍ〕付近の赤外線を透過しないフィルタとする。
なお、赤外線検出器４でＮＯを測定する場合には、Ｈ２Ｏの吸収波長帯をカットするフィルタ４４の代わりに、製作費用が廉価なサファイヤフィルタを使用しても良い。
【００２５】
次に、第１実施形態の動作例について、図１および図２を参照して説明する。
赤外線光源１から放射される赤外光は、光チョッパ２により断続光となり試料ガスが流通する試料セル３内に入射する。試料セル３内に入射した赤外光は測定対象である試料ガスを透過し、赤外線検出器４に入射する。
赤外線検出器４は、ＮＯを測定する場合には、例えば、図２に示すような特性を有する光学フィルタ４４、４５を備えている。
【００２６】
図２によれば、光学フィルタ４４は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。一方、光学フィルタ４５は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、ＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。そして、光学フィルタ４４、４５は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４１、４２間における挿入量を調整できるようになっている。
【００２７】
また、受光室４１、４２のそれぞれには、被検出成分ガス（ＮＯ）の他に、被検出成分ガスの干渉成分の影響を排除するために、その被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。
このため、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２に封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２とは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【００２８】
以上のように、第１実施形態の赤外線検出器４では、上記のように、受光室４１、４２と、光学フィルタ４４、４５と、を備えるようにした。このため、受光室４１、４２のそれぞれは、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整することで、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
したがって、第１実施形態によれば、受光室４１、４２内における干渉ガス成分による赤外線の吸収に基づくガスの膨張量差をなくすことができ、干渉ガス成分による測定誤差の影響を低減することができる。
【００２９】
（第１実施形態の変形例）
この変形例は、図１に示す第１実施形態の構成を基本にし、図１の赤外線検出器４を図３の赤外線検出器４ａに置き換えたものである。
赤外線検出器４ａは、赤外線検出器４と同様に、受光室４１、４２と、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４、４５と、を備えるが、光学フィルタ４４、４５を受光室４２の後段側に配置した点が異なる。光学フィルタ４４、４５のそれぞれは、受光室４２の後段側において光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２の後段における挿入量を個別に調整できるようになっている。
【００３０】
この変形例によれば、第１実施形態の場合と同様に、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２に封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２とは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
なお、この変形例の場合には、図３の光学フィルタ４４、４５に代えて、光沢研磨されたアルミ板などの光反射板を使用するようにしても良い。このように光反射板に代えた場合には、全ての赤外線波長を反射することになり、検出波長帯の赤外線、および干渉成分の赤外線を反射することになる。
【００３１】
（第２実施形態）
図４は、本発明の赤外線ガス分析計の第２実施形態の正面の概略断面図である。
この第２実施形態に係る赤外線ガス分析計は、図４に示すように、赤外線光源１と、光チョッパ２と、試料セル３と、赤外線検出器４ｂとを備え、試料ガスが試料セル３内を流通するようになっている。
すなわち、この第２実施形態は、図１に示す第１実施形態の構成を基本にし、図１の赤外線検出器４を図４の赤外線検出器４ｂに置き換えたものである。このため、以下の説明では、同一の構成要素には同一符号を付し、その構成が異なる点について説明する。
【００３２】
赤外線検出器４ｂは、図４に示すように、受光室４１と、ガスが流通できるように接続された受光室４２ａおよび受光室４２ｂと、圧力センサ４３と、２つの光学フィルタ４４、４５と、を備える。
圧力センサ４３は、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとの間に配置され、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとにおける赤外光の吸収量の差に応じた圧力差を検出し、その検出信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００３３】
光学フィルタ４４は、受光室４１と受光室４２ａとの間に配置されている。また、光学フィルタ４４は、光路６と交差する方向に移動できるように構成し、受光室４１、４２ａ間における挿入量を調整できるようになっている。
光学フィルタ４５は、受光室４２ａと受光室４２ｂとの間に配置されている。また、光学フィルタ４５は、光路６と交差する方向に移動できるように構成し、受光室４２ａ、４２ｂ間における挿入量を調整できるようになっている。
【００３４】
次に、第２実施形態の動作例について、図４を参照して説明する。
赤外線光源１から放射される赤外光は、光チョッパ２により断続光となり試料ガスが流通する試料セル３内に入射する。試料セル３内に入射した赤外光は測定対象である試料ガスを透過し、赤外線検出器４ｂに入射する。
赤外線検出器４ｂは、ＮＯを測定する場合には、例えば、図２に示すような特性を有する光学フィルタ４４、４５を備えている。
【００３５】
図２によれば、光学フィルタ４４は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。一方、光学フィルタ４５は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、ＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。
光学フィルタ４４は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４１、４２ａ間における挿入量を調整できるようになっている。また、光学フィルタ４５は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ａ、４２ｂ間における挿入量を調整できるようになっている。
【００３６】
さらに、受光室４１、４２ａ、４２ｂのそれぞれには、被検出成分ガス（ＮＯ）の他に、被検出成分ガスの干渉成分の影響を排除するために、その被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。
このため、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２ａ、４２ｂに封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。
したがって、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【００３７】
以上のように、第１実施形態の赤外線検出器４では、上記のように、受光室４１、４２ａ、４２ｂと、光学フィルタ４４、４５と、を備えるようにした。このため、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を別個に調整することで、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
したがって、第２実施形態によれば、受光室４１内と受光室４２ａ、４２ｂ内における干渉ガス成分による赤外線の吸収に基づくガスの膨張量差をなくすことができ、干渉ガス成分による測定誤差の影響を低減することができる。
【００３８】
（第２実施形態の変形例）
（１）第１変形例
この第１変形例は、図４に示す第２実施形態の構成を基本にし、図４の赤外線検出器４ｂを図５（Ａ）の赤外線検出器４ｃに置き換えたものである。
赤外線検出器４ｃは、赤外線検出器４ｂと同様に、受光室４１と、受光室４２ａ、４２ｂと、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４、４５と、を備えるが、光学フィルタ４４、４５を受光室４２ａと受光室４２ｂの間に配置した点が異なる。光学フィルタ４４、４５のそれぞれは、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ａと受光室４２ｂとの間における挿入量を個別に調整できるようになっている。
【００３９】
この第１変形例によれば、第２実施形態の場合と同様に、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２ａ、４２ｂに封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【００４０】
（２）第２変形例
この第２変形例は、図４に示す第２実施形態の構成を基本にし、図４の赤外線検出器４ｂを図５（Ｂ）の赤外線検出器４ｄに置き換えたものである。
赤外線検出器４ｄは、赤外線検出器４ｂと同様に、受光室４１と、受光室４２ａ、４２ｂと、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４、４５と、を備える。しかし、光学フィルタ４５を受光室４２ａと受光室４２ｂとの間に配置し、光学フィルタ４４を受光室４２ｂの後段側に配置した点が異なる。
【００４１】
光学フィルタ４５は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ａと受光室４２ｂとの間における挿入量を調整できるようになっている。また、光学フィルタ４４は、受光室４２ｂの後段側において光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ｂの後段における挿入量を調整できるようになっている。
【００４２】
この第２変形例によれば、第２実施形態の場合と同様に、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２ａ、４２ｂに封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…赤外線光源、２…光チョッパ、３…試料セル、４、４ａ〜４ｄ…赤外線検出器、５…モータ、６…光路、４１、４２、４２ａ、４２ｂ…受光室、４３…圧力センサ、４４、４５…光学フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学工場や製鉄所のガス濃度に関するプロセスモニター、ボイラーや燃焼炉の燃焼ガス分析、大気汚染の監視、自動車排気ガスの測定などに使用され、ガス分子固有の赤外線吸収効果を利用して試料ガス中の特定成分の濃度を測定する赤外線ガス分析計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の赤外線ガス分析計としては、光路に沿って直列に配置された前後の受光室間での赤外光吸収量の差を検出するニューマチック型の検出器を備えたものが知られている。
この赤外線ガス分析計は、例えば図６に示すように、赤外線光源１、光チョッパ２、試料セル３、および赤外線検出器８を備えている。赤外線検出器８は、前後２つの受光室８１、８２と、圧力センサ８３とを備えている。
【０００３】
光源１から発せられた赤外光は、光チョッパ２により断続光となり試料ガスが流通する試料セル３内に入射する。試料セル３内に入射した赤外光は測定対象である試料ガスを透過し、赤外線検出器８に入射する。赤外線検出器８での赤外光の吸収量は、試料セル３内に存在する試料ガス（測定対象）成分の濃度に応じて変化するので、赤外線検出器８はその変化を検出して濃度信号Ｓ１として出力する。
【０００４】
従来の赤外線検出器８では、試料ガス中の被検出成分による赤外線吸収を利用するので、試料ガス中に被検出成分と同一の赤外線吸収領域または一部が重なった赤外線吸収領域を持つ成分（干渉成分）が共存する場合には、干渉成分の濃度が被検出成分の測定誤差になる。
その干渉成分の影響を低減するために、例えば特許文献１では、前後の受光室での干渉成分による吸収の光路内に配置した遮光板により比率調整を行い、その影響を低減する方法が提案されている。また、この提案の他に、ガスフィルタによる干渉成分の波長帯の吸収、光学フィルタなどによる透過波長帯の限定、検出器の前後の光路長比の最適化による低減などの各種の方法が提案されている。
【０００５】
さらに、１つの光学系で試料ガスに含まれる２以上の成分を測定する赤外線ガス分析計が知られている（特許文献２参照）。
この赤外線ガス分析計は、図７に示すように、赤外線光源１、光チョッパ２、試料セル３、赤外線検出器Ｄ１〜Ｄ３、および光学フィルタＦ１〜Ｆ３を備えている。
検出器Ｄ１〜Ｄ３は、それぞれ赤外光の光路に沿った２つの受光室９１、９２を備え、両受光室９１、９２での赤外光吸収量の差を、両受光室９１、９２間に設けらた圧力センサ９３により検出する。
【０００６】
検出器Ｄ１〜Ｄ３は、試料セル３に流通する試料ガス中の３成分（ＮＯ、ＣＯ、ＳＯ２）を測定できるように、検出器Ｄ１にはＮＯが、検出器Ｄ２にはＣＯが、検出器Ｄ３にはＳＯ２がそれぞれ適当な濃度で充填されている。そして、検出器Ｄ１〜Ｄ３のそれぞれは、封入ガスの赤外線吸収波長に感度を有する赤外線センサとなっている。
試料セル３に流通する試料ガスに含まれるそれぞれのガス成分の濃度に応じて、検出器Ｄ１〜Ｄ３に封入されているガスに吸収されるエネルギーが変化し、圧力センサ９３を通して取り出された信号から試料ガス中の濃度に換算する。
【０００７】
光学フィルタＦ１〜Ｆ３は、干渉成分による妨害を除去するものであり、検出器Ｄ１〜Ｄ３の後段にそれぞれ配置されている。
また、特許文献２には、図７に示す赤外線ガス分析計の構成を基本にし、図７の検出器Ｄ１〜Ｄ３の構成を、図８（Ａ）または図８（Ｂ）に示す検出器に置き換えたものが記載されている。
【０００８】
図８（Ａ）に示す検出器は、受光室９１と受光室９２との間に、光学フィルタＦを配置したものである。図８（Ｂ）に示す検出器は、図７に示す受光室９２をガスが流通するように接続される受光室９２ａと受光室９２ｂとに分割し、この受光室９２ａと受光室９２ｂとの間に、光学フィルタＦを配置したものである。
このように、特許文献２に係る検出器では、試料ガス中に含まれる干渉成分の影響を低減するために、ガスフィルタによる干渉成分の波長帯を吸収し、光学フィルタなどにより透過波長帯を限定する方法を採用する。
【０００９】
しかし、試料ガス中に２以上の干渉ガス成分が存在する場合、または試料ガスが低濃度の場合には、上記の従来の手法では、試料ガス中に含まれる干渉成分の影響を低減しきれない場合が多く、測定誤差を生じることになる。
この影響を低減する方法として、特許文献３に記載の方法が知られている。この方法は、検出器に封入されるガス中に干渉成分を添加し、２つの前後の受光室にそれぞれの干渉の影響が相殺される比率で封入することにより、その影響を除去するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−２２５１４８号公報
【特許文献２】特開２００４−６１２０７号公報
【特許文献３】特開平７−２１８４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３に記載の方法は、試料ガス中に２成分以上の干渉ガスがある場合に、その干渉成分の影響を低減する方法としては有効である。しかし、前後の受光室において異なる濃度のガスを封入するので、前後の受光室のガスの膨張差によるマスフローを検出する方式の検出器には適用できない。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、フローセンサ方式の検出器に適用できる上に、試料ガスが低濃度の場合にも高精度の測定が可能な赤外線ガス分析計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような構成からなる。
本発明は、光源からの赤外光の光路上に配置され試料ガスが流通される試料セルと、前記試料セルを透過した前記赤外光の光路上に配置される赤外線検出器と、を備え、前記赤外線検出器は、被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入され、光路に沿って前記試料セル側から順に配置される第１の受光室および第２の受光室と、前記第１の受光室と前記第２の受光室とにおける赤外光の吸収量の差を検出するセンサと、前記第１の受光室および前記第２の受光室に封入されているガスの赤外線吸収帯の全部をそれぞれ反射し、または前記赤外線吸収帯のうち予め定めた異なる一部をそれぞれ反射する第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタと、を備え、前記第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタのそれぞれは、前記第１の受光室よりも後段側の位置に配置されている。
【００１３】
本発明では、前記第１の受光室と前記第２の受光室のそれぞれは単一の空間からなり、前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記第２の受光室の後段、または前記第１の受光室と前記第２の受光室との間に配置されている
【００１４】
また、本発明では、前記第１の光学フィルタは単一の空間からなり、前記第２の受光室は、ガスが流通できるように接続され、かつ、前記光路上に順に配置される第３の受光室と第４の受光室とからなり、前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記第１の受光室と前記第３の受光室との間および前記第３の受光室と前記第４の受光室との間に配置され、前記第３の受光室と前記第４の受光室との間にそれぞれ配置され、または前記第３の受光室と前記第４の受光室との間、および前記第４受光室の後段に配置されている。
そして、本発明では、前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記光路と交差する方向に移動するように構成し、挿入量を調整するようになっている。
【発明の効果】
【００１５】
このような構成の本発明では、第１の受光室と第２の受光室において、封入されているガス中の干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることが可能となる。
このため、本発明によれば、第１の受光室と第２の受光室内における干渉ガス成分による赤外線の吸収に基づくガスの膨張量差をなくすことができ、干渉ガス成分による測定誤差の影響を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の赤外線ガス分析計の第１実施形態の正面の概略断面図である。
【図２】ガスの赤外線の波長に対する吸光度を示すとともに、第１実施形態に適用される光学フィルタの特性（透過率）を示す図である。
【図３】第１実施形態の変形例の要部の正面の概略断面図である。
【図４】本発明の赤外線ガス分析計の第２実施形態の正面の概略断面図である。
【図５】第２実施形態の第１および第２変形例のそれぞれの要部の正面の概略断面図である。
【図６】従来の赤外線ガス分析計の正面の概略断面図である。
【図７】従来の他の赤外線ガス分析計の正面の概略断面図である。
【図８】図７の赤外線ガス分析計の第１および第２変形例のそれぞれの要部の正面の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の赤外線ガス分析計の第１実施形態の正面の概略断面図である。
この第１実施形態に係る赤外線ガス分析計は、図１に示すように、赤外線光源１と、光チョッパ２と、試料セル３と、赤外線検出器４とを備え、試料ガスが試料セル３内を流通するようになっている。
【００１８】
赤外線光源１は、赤外線を放射する。光チョッパ２は、赤外線光源１と試料セル３との間に配置されている。また、光チョッパ２は、モータ５により回転し、赤外線光源１からの赤外光を断続して試料セル３に導くようになっている。
試料セル３は、赤外線光源１からの赤外光の光路６上に配置され、その内部を試料ガスが流通するようになっている。赤外線検出器４は、試料セル３を透過した赤外光の光路６上に配置されている。
【００１９】
赤外線検出器４は、図１に示すように、受光室４１と、受光室４２と、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４と、光学フィルタ４５と、を備えている。
受光室４１と受光室４２とは、光路６に沿って試料セル３側から順に配置されている。そして、受光室４１、４２のそれぞれは、単一の空間を形成している。
また、受光室４１、４２のそれぞれには、被検出成分ガスの他に、試料セル３内に存在する試料ガス中の被検出成分ガスの干渉成分の影響を排除するために、その被検出成分の赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入（充填）されている。
【００２０】
ここで、例えば、赤外線検出器４がＮＯを測定する場合には、受光室４１、４２のそれぞれには、ＮＯと、そのＮＯの赤外線吸収波長と一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。
圧力センサ４３は、受光室４１と受光室４２との間に配置され、受光室４１と受光室４２とにおける赤外光の吸収量の差に応じた圧力差を検出し、その検出信号Ｓ２を出力するようになっている。圧力センサ４３は、コンデンサマイクやフローセンサなどである。
【００２１】
光学フィルタ４４、４５は、赤外線に対して異なる透過特性を有し、受光室４１、４２に封入されているガスの赤外線吸収帯のうち、予め定めた異なる一部の吸収帯をそれぞれ反射するようになっている。また、光学フィルタ４４、４５のそれぞれは、光路６と交差する方向に移動できるように構成し、受光室４１、４２間における挿入量を調整できるようになっている。
【００２２】
次に、図１の光学フィルタ４４、４５の具体的な特性について、図２を参照して説明する。
図２は、赤外線の波長が４〜７〔μｍ〕の範囲におけるガスの赤外線の吸光度の一例を示す。
このような赤外線の吸光度の下で、赤外線検出器４が試料ガス中のＮＯを測定する場合には、ＣＯ２、Ｈ２Ｏが干渉ガス（干渉成分）となり、その測定の誤差となる。
【００２３】
すなわち、赤外線検出器４でＮＯを測定する場合には、ＮＯの吸収波長帯がＣＯ２やＨ２Ｏの吸収波長帯と重なる部分があるので、試料ガス中のＣＯ２やＨ２Ｏに対して若干の感度を有し、ＮＯの濃度測定の誤差となる。
そこで、光学フィルタ４４は、図２に示すように、ＮＯの測定波長帯（検出波長帯）である５〔μｍ〕付近の赤外線（赤外光）を透過し、Ｈ２Ｏの吸収波長帯である５．５〜７〔μｍ〕付近の赤外線を透過しないフィルタとする。
【００２４】
また、光学フィルタ４５は、図２に示すように、ＮＯの測定波長帯（検出波長帯）である５〔μｍ〕付近の赤外線を透過し、ＣＯ２の吸収波長帯である４．３〔μｍ〕付近の赤外線を透過しないフィルタとする。
なお、赤外線検出器４でＮＯを測定する場合には、Ｈ２Ｏの吸収波長帯をカットするフィルタ４４の代わりに、製作費用が廉価なサファイヤフィルタを使用しても良い。
【００２５】
次に、第１実施形態の動作例について、図１および図２を参照して説明する。
赤外線光源１から放射される赤外光は、光チョッパ２により断続光となり試料ガスが流通する試料セル３内に入射する。試料セル３内に入射した赤外光は測定対象である試料ガスを透過し、赤外線検出器４に入射する。
赤外線検出器４は、ＮＯを測定する場合には、例えば、図２に示すような特性を有する光学フィルタ４４、４５を備えている。
【００２６】
図２によれば、光学フィルタ４４は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。一方、光学フィルタ４５は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、ＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。そして、光学フィルタ４４、４５は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４１、４２間における挿入量を調整できるようになっている。
【００２７】
また、受光室４１、４２のそれぞれには、被検出成分ガス（ＮＯ）の他に、被検出成分ガスの干渉成分の影響を排除するために、その被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。
このため、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２に封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２とは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【００２８】
以上のように、第１実施形態の赤外線検出器４では、上記のように、受光室４１、４２と、光学フィルタ４４、４５と、を備えるようにした。このため、受光室４１、４２のそれぞれは、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整することで、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
したがって、第１実施形態によれば、受光室４１、４２内における干渉ガス成分による赤外線の吸収に基づくガスの膨張量差をなくすことができ、干渉ガス成分による測定誤差の影響を低減することができる。
【００２９】
（第１実施形態の変形例）
この変形例は、図１に示す第１実施形態の構成を基本にし、図１の赤外線検出器４を図３の赤外線検出器４ａに置き換えたものである。
赤外線検出器４ａは、赤外線検出器４と同様に、受光室４１、４２と、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４、４５と、を備えるが、光学フィルタ４４、４５を受光室４２の後段側に配置した点が異なる。光学フィルタ４４、４５のそれぞれは、受光室４２の後段側において光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２の後段における挿入量を個別に調整できるようになっている。
【００３０】
この変形例によれば、第１実施形態の場合と同様に、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２に封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２とは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
なお、この変形例の場合には、図３の光学フィルタ４４、４５に代えて、光沢研磨されたアルミ板などの光反射板を使用するようにしても良い。このように光反射板に代えた場合には、全ての赤外線波長を反射することになり、検出波長帯の赤外線、および干渉成分の赤外線を反射することになる。
【００３１】
（第２実施形態）
図４は、本発明の赤外線ガス分析計の第２実施形態の正面の概略断面図である。
この第２実施形態に係る赤外線ガス分析計は、図４に示すように、赤外線光源１と、光チョッパ２と、試料セル３と、赤外線検出器４ｂとを備え、試料ガスが試料セル３内を流通するようになっている。
すなわち、この第２実施形態は、図１に示す第１実施形態の構成を基本にし、図１の赤外線検出器４を図４の赤外線検出器４ｂに置き換えたものである。このため、以下の説明では、同一の構成要素には同一符号を付し、その構成が異なる点について説明する。
【００３２】
赤外線検出器４ｂは、図４に示すように、受光室４１と、ガスが流通できるように接続された受光室４２ａおよび受光室４２ｂと、圧力センサ４３と、２つの光学フィルタ４４、４５と、を備える。
圧力センサ４３は、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとの間に配置され、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとにおける赤外光の吸収量の差に応じた圧力差を検出し、その検出信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００３３】
光学フィルタ４４は、受光室４１と受光室４２ａとの間に配置されている。また、光学フィルタ４４は、光路６と交差する方向に移動できるように構成し、受光室４１、４２ａ間における挿入量を調整できるようになっている。
光学フィルタ４５は、受光室４２ａと受光室４２ｂとの間に配置されている。また、光学フィルタ４５は、光路６と交差する方向に移動できるように構成し、受光室４２ａ、４２ｂ間における挿入量を調整できるようになっている。
【００３４】
次に、第２実施形態の動作例について、図４を参照して説明する。
赤外線光源１から放射される赤外光は、光チョッパ２により断続光となり試料ガスが流通する試料セル３内に入射する。試料セル３内に入射した赤外光は測定対象である試料ガスを透過し、赤外線検出器４ｂに入射する。
赤外線検出器４ｂは、ＮＯを測定する場合には、例えば、図２に示すような特性を有する光学フィルタ４４、４５を備えている。
【００３５】
図２によれば、光学フィルタ４４は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。一方、光学フィルタ４５は、ＮＯの測定波長帯付近の赤外線を透過し、ＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線を透過しない。
光学フィルタ４４は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４１、４２ａ間における挿入量を調整できるようになっている。また、光学フィルタ４５は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ａ、４２ｂ間における挿入量を調整できるようになっている。
【００３６】
さらに、受光室４１、４２ａ、４２ｂのそれぞれには、被検出成分ガス（ＮＯ）の他に、被検出成分ガスの干渉成分の影響を排除するために、その被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入されている。
このため、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２ａ、４２ｂに封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。
したがって、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【００３７】
以上のように、第１実施形態の赤外線検出器４では、上記のように、受光室４１、４２ａ、４２ｂと、光学フィルタ４４、４５と、を備えるようにした。このため、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を別個に調整することで、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
したがって、第２実施形態によれば、受光室４１内と受光室４２ａ、４２ｂ内における干渉ガス成分による赤外線の吸収に基づくガスの膨張量差をなくすことができ、干渉ガス成分による測定誤差の影響を低減することができる。
【００３８】
（第２実施形態の変形例）
（１）第１変形例
この第１変形例は、図４に示す第２実施形態の構成を基本にし、図４の赤外線検出器４ｂを図５（Ａ）の赤外線検出器４ｃに置き換えたものである。
赤外線検出器４ｃは、赤外線検出器４ｂと同様に、受光室４１と、受光室４２ａ、４２ｂと、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４、４５と、を備えるが、光学フィルタ４４、４５を受光室４２ａと受光室４２ｂの間に配置した点が異なる。光学フィルタ４４、４５のそれぞれは、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ａと受光室４２ｂとの間における挿入量を個別に調整できるようになっている。
【００３９】
この第１変形例によれば、第２実施形態の場合と同様に、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２ａ、４２ｂに封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【００４０】
（２）第２変形例
この第２変形例は、図４に示す第２実施形態の構成を基本にし、図４の赤外線検出器４ｂを図５（Ｂ）の赤外線検出器４ｄに置き換えたものである。
赤外線検出器４ｄは、赤外線検出器４ｂと同様に、受光室４１と、受光室４２ａ、４２ｂと、圧力センサ４３と、光学フィルタ４４、４５と、を備える。しかし、光学フィルタ４５を受光室４２ａと受光室４２ｂとの間に配置し、光学フィルタ４４を受光室４２ｂの後段側に配置した点が異なる。
【００４１】
光学フィルタ４５は、光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ａと受光室４２ｂとの間における挿入量を調整できるようになっている。また、光学フィルタ４４は、受光室４２ｂの後段側において光路６と交差する方向に移動でき、かつ、受光室４２ｂの後段における挿入量を調整できるようになっている。
【００４２】
この第２変形例によれば、第２実施形態の場合と同様に、光学フィルタ４４、４５の各挿入量を調整すれば、受光室４１、４２ａ、４２ｂに封入される各ガスが吸収する、Ｈ２Ｏの吸収波長帯付近の赤外線とＣＯ２の吸収波長帯付近の赤外線との各吸収量を調整することができる。したがって、受光室４１と受光室４２ａ、４２ｂとは、光学フィルタ４４、４５の挿入量を調整することにより、干渉ガス成分の赤外線の吸収量を等しくすることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…赤外線光源、２…光チョッパ、３…試料セル、４、４ａ〜４ｄ…赤外線検出器、５…モータ、６…光路、４１、４２、４２ａ、４２ｂ…受光室、４３…圧力センサ、４４、４５…光学フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの赤外光の光路上に配置され試料ガスが流通される試料セルと、
前記試料セルを透過した前記赤外光の光路上に配置される赤外線検出器と、を備え、
前記赤外線検出器は、
被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入され、光路に沿って前記試料セル側から順に配置される第１の受光室および第２の受光室と、
前記第１の受光室と前記第２の受光室とにおける赤外光の吸収量の差を検出するセンサと、
前記第１の受光室および前記第２の受光室に封入されているガスの赤外線吸収帯の全部をそれぞれ反射し、または前記赤外線吸収帯のうち予め定めた異なる一部をそれぞれ反射する第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタと、を備え、
前記第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタのそれぞれは、前記第１の受光室よりも後段側の位置に配置されていることを特徴とする赤外線ガス分析計。
【請求項２】
前記第１の受光室と前記第２の受光室のそれぞれは単一の空間からなり、
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記第２の受光室の後段、または前記第１の受光室と前記第２の受光室との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項３】
前記第１の光学フィルタは単一の空間からなり、
前記第２の受光室は、ガスが流通できるように接続され、かつ、前記光路上に順に配置される第３の受光室と第４の受光室とからなり、
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、
前記第１の受光室と前記第３の受光室との間および前記第３の受光室と前記第４の受光室との間に配置され、
前記第３の受光室と前記第４の受光室との間にそれぞれ配置され、
または前記第３の受光室と前記第４の受光室との間、および前記第４受光室の後段に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項４】
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記光路と交差する方向に移動するように構成し、挿入量を調整するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れか１項に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項１】
光源からの赤外光の光路上に配置され試料ガスが流通される試料セルと、
前記試料セルを透過した前記赤外光の光路上に配置される赤外線検出器と、を備え、
前記赤外線検出器は、
被検出成分ガスの赤外線吸収波長と少なくとも一部が重なる赤外線吸収波長を有するガスが封入され、光路に沿って前記試料セル側から順に配置される第１の受光室および第２の受光室と、
前記第１の受光室と前記第２の受光室とにおける赤外光の吸収量の差を検出するセンサと、
前記第１の受光室および前記第２の受光室に封入されているガスの赤外線吸収帯の全部をそれぞれ反射し、または前記赤外線吸収帯のうち予め定めた異なる一部をそれぞれ反射する第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタと、を備え、
前記第１の光学フィルタおよび第２の光学フィルタのそれぞれは、前記第１の受光室よりも後段側の位置に配置されていることを特徴とする赤外線ガス分析計。
【請求項２】
前記第１の受光室と前記第２の受光室のそれぞれは単一の空間からなり、
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記第２の受光室の後段、または前記第１の受光室と前記第２の受光室との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項３】
前記第１の光学フィルタは単一の空間からなり、
前記第２の受光室は、ガスが流通できるように接続され、かつ、前記光路上に順に配置される第３の受光室と第４の受光室とからなり、
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、
前記第１の受光室と前記第３の受光室との間および前記第３の受光室と前記第４の受光室との間に配置され、
前記第３の受光室と前記第４の受光室との間にそれぞれ配置され、
または前記第３の受光室と前記第４の受光室との間、および前記第４受光室の後段に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項４】
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、前記光路と交差する方向に移動するように構成し、挿入量を調整するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れか１項に記載の赤外線ガス分析計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９６８８９（Ｐ２０１３−９６８８９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０９９１（Ｐ２０１１−２４０９９１）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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