(57)【要約】【課題】  測定セルを交換可能な構造にし、交換する測定セルが短い場合には、ダミー測定セルを継いで、交換前の測定セルと同一長さを確保するようにしたことで、測定セル以外の部品取り外しを行う必要がなくなるため、測定セル交換後のフィルタ調整等を皆無にしたガス分析計を提供する。【解決手段】  ガス分析計は、サンプルガスが流通する測定セルを備え、該測定セルを通過した赤外光における吸収量に基づいて前記サンプルガスの測定対象成分濃度を検出するガス分析計であって、前記測定セルは、その長さが異なる測定セルと交換可能な構成にし、長さが短い測定セルと交換する場合には、交換前の測定セルと同一長さになるように前記測定セルと同一径で形成されたダミー測定セルを継げて使用するようにしたことである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルガスが流通する測定セルを備え、該測定セルを通過した赤外光における吸収量に基づいて前記サンプルガスの測定対象成分濃度を検出するガス分析計であって、
前記測定セルは、その長さが異なる測定セルと交換できる構成にし、長さが短い測定セルと交換する場合には、交換前の測定セルと同一長さになるように前記測定セルと同一径で形成されたダミー測定セルを継げて使用するようにしたことを特徴とするガス分析計。
【請求項２】
ダミー測定セルは、セルの内面で赤外光線を吸収しない手段を施したことを特徴とする請求項１に記載のガス分析計。
【請求項３】
前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、赤外透過性の優れた材質で形成された前記短い測定セルの内径と等しく、その外径の円周外周面に金メッキを施し、その外周に前記短い測定セルと外径が等しい金属パイプを接着したものであることを特徴とする請求項２に記載のガス分析計。
【請求項４】
前記赤外透過性の優れた材質は、フッ化カルシウムで構成されたものである請求項３に記載のガス分析計。
【請求項５】
前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、前記短い測定セルと同等の金属で構成されたセルの内面に金メッキを施し、赤外吸収しない不活性ガスを封入し、セルの両端部に赤外透過窓を備えたものである請求項２に記載のガス分析計。
【請求項６】
前記不活性ガスは、窒素（Ｎ２）であることを特徴とする請求項５に記載のガス分析計。
【請求項７】
サンプルガスが流通する測定セルを備え、該測定セルを通過した赤外光における吸収量に基づいて前記サンプルガスの測定対象成分濃度を検出するガス分析方法において、
前記測定セルは、その長さが異なる測定セルと交換可能な構成にし、長さが短い測定セルと交換する場合には、交換前の測定セルと同一長さになるように前記短い測定セルと同一径で形成されたダミー測定セルを継げて使用することを特徴とするガス分析方法。
【請求項８】
ダミー測定セルは、セルの内面で赤外光線を吸収しない手段を施したことを特徴とする請求項７に記載のガス分析方法。
【請求項９】
前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、赤外透過性の優れた材質で形成された前記短い測定セルの内径と等しく、その外径の円周外周面に金メッキを施し、その外周に前記短い測定セルと外径が等しい金属パイプを接着したものであることを特徴とする請求項８に記載のガス分析方法。
【請求項１０】
前記赤外透過性の優れた材質は、フッ化カルシウムで構成されたものである請求項９に記載のガス分析方法。
【請求項１１】
前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、前記測定セルと同等の金属で構成されたセルの内面に金メッキを施し、赤外吸収しない不活性ガスを封入し、セルの両端部に赤外透過窓を備えたものである請求項７に記載のガス分析方法。
【請求項１２】
前記不活性ガスは、窒素（Ｎ２）であることを特徴とする請求項１１に記載のガス分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分析計及びガス分析方法に関し、詳しくはＮＤＩＲ（非分散型赤外線）ガス分析計の光学系構成を変化させないで複数種類のガスを分析できるようにしたガス分析計及びガス分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術におけるガス分析計は、図４に示すように、サンプルへのサンプル赤外光線を発生させるサンプル光源１１と、サンプルガスが流通されサンプル赤外光線が照射される所定長さに形成された測定セル１２と、サンプル光源１１と測定セル１２の間に、測定セル１２と同一径を有し、サンプル赤外光線のうち干渉する成分ガスの特定波長を選択的に除去する干渉セル１３と、基準となる基準赤外光線を発生させる基準（ＲＥＦ）光源１４と、基準赤外光線の光量を調整するフィルタ１５と、測定セル１２を通過した赤外光線を入光することができるサンプル吸収室１６と、フィルタ１５を介した基準光源１４からの基準赤外光線を入光することができる基準吸収室１７と、サンプル吸収室１６と基準吸収室１７との間の流通路にガスの行き来を検出するフローセンサ１８と、フローセンサ１８での検出に基づいてサンプル吸収室１６と基準吸収室１７との間に差圧が発生しないように基準光源１４の駆動電圧を制御し、この制御量をガス濃度とする制御手段１９と、を備えた構成になっている。
【０００３】
所定長さに形成された測定セル１２は、２つのセル固定用板２２ａ、２２ｂで所定位置に固定されており、干渉セル１３も測定セル１２と光軸を同一になるようにセル固定板２２ｃで固定された構成になっている。
【０００４】
このような構成において、基準光源１４と基準吸収室１７間には、調整段階で光量調整用のフィルタ１５を入れることで、基準吸収室１７とサンプル吸収室１６とのガスはバランスした状態、即ち、基準吸収室１７とサンプル吸収室１６でのガスの差圧がゼロの状態となっている。このとき、測定セル１２、干渉セル１３には、被測定成分が全くない（ゼロ）状態で、フィルタ１５を決定している。
【０００５】
実際の測定時には、測定セル１２中に導入されるサンプルガス中の被測定成分により、サンプル光源１１側の光量が低下することで、２つのサンプル吸収室１６と基準吸収室１７内に差圧が生じ、フローセンサ１８でガス流量が検知されるが、本構成では、基準光源１４側の光源駆動電圧を制御手段１９により制御することで、２つの吸収室１６、１７内に差圧が生じないように（流量が検知されないように）しており、このときの制御量がガス濃度としている。
【特許文献１】特開２００５−２９１７４１号公報（第４頁  第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術で説明した、ガス分析計において、測定するガス濃度により、測定セルを通過するサンプル赤外光線の吸収量が変化するために測定セルの長さを適切に選定する必要がある。このとき、測定セルの長さを変更することにより、変更する測定セルに合うよう光学系の取り外し部品変更を行い、組付後に、再度光学系の調整を行うこと（フィルタ調整作業）が必要であった。このため、濃度の大きく異なるガスを測定する必要が発生した場合には、簡単に変更が出来ないという問題があった。
【０００７】
従って、光学系を取り外すことなく、また、組み付け後のフィルタ調整を行うことを必要とせずに測定セルの長さを変更可能とすることで、簡単に、測定レンジ変更に対応できる構成を実現することに解決しなければならない課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明のガス分析計及びガス分析方法は、次に示す構成にしたことである。
【０００９】
（１）ガス分析計は、サンプルガスが流通する測定セルを備え、該測定セルを通過した赤外光における吸収量に基づいて前記サンプルガスの測定対象成分濃度を検出するガス分析計であって、前記測定セルは、その長さが異なる測定セルと交換できる構成にし、長さが短い測定セルと交換する場合には、交換前の測定セルと同一長さになるように前記測定セルと同一径で形成されたダミー測定セルを継げて使用するようにしたことである。
（２）ダミー測定セルは、セルの内面で赤外光線を吸収しない手段を施したことを特徴とする（１）に記載のガス分析計。
（３）前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、赤外透過性の優れた材質で形成された前記短い測定セルの内径と等しく、その外径の円周外周面に金メッキを施し、その外周に前記短い測定セルと外径が等しい金属パイプを接着したものであることを特徴とする（２）に記載のガス分析計。
（４）前記赤外透過性の優れた材質は、フッ化カルシウムで構成されたものである（３）に記載のガス分析計。
（５）前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、前記短い測定セルと同等の金属で構成されたセルの内面に金メッキを施し、赤外吸収しない不活性ガスを封入し、セルの両端部に赤外透過窓を備えたものである（２）に記載のガス分析計。
（６）前記不活性ガスは、窒素（Ｎ２）であることを特徴とする（５）に記載のガス分析計。
【００１０】
（７）ガス分析方法は、サンプルガスが流通する測定セルを備え、該測定セルを通過した赤外光における吸収量に基づいて前記サンプルガスの測定対象成分濃度を検出するガス分析方法において、前記測定セルは、その長さが異なる測定セルと交換可能な構成にし、長さが短い測定セルと交換する場合には、交換前の測定セルと同一長さになるように前記短い測定セルと同一径で形成されたダミー測定セルを継げて使用することである。
（８）ダミー測定セルは、セルの内面で赤外光線を吸収しない手段を施したことを特徴とする（７）に記載のガス分析方法。
（９）前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、赤外透過性の優れた材質で形成された前記短い測定セルの内径と等しく、その外径の円周外周面に金メッキを施し、その外周に前記短い測定セルと外径が等しい金属パイプを接着したものであることを特徴とする（８）に記載のガス分析方法。
（１０）前記赤外透過性の優れた材質は、フッ化カルシウムで構成されたものである（９）に記載のガス分析方法。
（１１）前記セルの内面で赤外光線を吸収しない手段は、前記測定セルと同等の金属で構成されたセルの内面に金メッキを施し、赤外吸収しない不活性ガスを封入し、セルの両端部に赤外透過窓を備えたものである（７）に記載のガス分析方法。
（１２）前記不活性ガスは、窒素（Ｎ２）であることを特徴とする（１１）に記載のガス分析方法。
【発明の効果】
【００１１】
本提案によれば、測定セルを交換可能な構造にし、交換する測定セルが短い場合には、ダミー測定セルを継いで、交換前の測定セルと同一長さを確保するようにしたことで、測定セル以外の部品取り外しを行う必要がない。また、測定セル交換後のフィルタ調整についても、実施の必要がなくなるため、非常に簡単に測定セルの交換が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本願発明に係るガス分析計及びガス分析方法の実施形態について、図面を参照して以下説明ずる。尚、従来技術と同じものには同一符号を付与して説明する。
「実施例１」
【００１３】
本願発明のガス分析方法を具現化できるためのガス分析計は、所謂、赤外光線ガス分析計であり、それは、従来技術で説明したものに対して、長さが異なる複数種類の測定セルを交換可能な構成にし、基準となる測定セルに比べて短い測定セルと交換する場合には、基準となる測定セルと同一長さになるようにダミー測定セルを継げて所定の一定長さを確保するようにした点において従来技術で説明した測定セルと相違するものである。
【００１４】
その構成は、図１（Ａ）に示すように、サンプルへのサンプル赤外光線を発生させるサンプル光源１１と、サンプルガスが流通されサンプル赤外光線が照射される所定長さに形成された測定セル１２と、サンプル光源１１と所定長さに形成された測定セル１２の間に、測定セル１２と同一径を有し、サンプル赤外光線のうち干渉する成分ガスの特定波長を選択的に除去する干渉セル１３と、基準となる基準赤外光線を発生させる基準光源１４と、基準赤外光線の光量を調整するフィルタ１５と、測定セル１２を通過した赤外光線を入光することができるサンプル吸収室１６と、フィルタ１５を介した基準光源１４からの基準赤外光線を入光することができる基準吸収室１７と、サンプル吸収室１６と基準吸収室１７との間の流通路にガスの行き来を検出するフローセンサ１８と、フローセンサ１８での検出に基づいてサンプル吸収室１６と基準吸収室１７との間に差圧が発生しないように基準光源１４の駆動電圧を制御し、その制御量をガス濃度とする制御手段１９と、を備えている。
【００１５】
測定セル１２、干渉セル１３、サンプル光源１１は、セルベンチ２１の所定位置にそれぞれが光軸が一致するように予め調整された状態で、測定セル１２は２つのセル固定用板２２ａ、２２ｂで配置固定され、干渉セル１３は一つのセル固定用板２２ｃで配置固定された構成になっている。
【００１６】
基準吸収室１７、サンプル吸収室１６、フローセンサ１８はガスセル２３に配置され、サンプル吸収室１６には測定セル１２からの赤外光線が入射され、基準吸収室１７には基準光源１４からの赤外光線が入射される。基準光源１４、フィルタ１５、基準吸収室１７との位置関係は予め定まった位置関係に設定されている。
【００１７】
このような構成において、従来技術で説明したものと同様に、基準光源１４と基準吸収室１７間には、調整段階で光量調整用のフィルタ１５を入れることで、基準吸収室１７とサンプル吸収室１６とのガスはバランスした状態、即ち、基準吸収室１７とサンプル吸収室１６でのガスの差圧がゼロの状態となっている。このとき、測定セル１２、干渉セル１３には、被測定成分が全くない（ゼロ）状態で、フィルタ１５を決定している。
【００１８】
実際の測定時には、測定セル１２中に導入されるサンプルガス中の被測定成分により、サンプル光源１１側の光量が低下することで、２つのサンプル吸収室１６と基準吸収室１７内に差圧が生じ、フローセンサ１８でガス流量が検知されるが、本構成では、基準光源１４側の光源駆動電圧を制御手段１９により制御することで、２つの吸収室１６、１７内に差圧が生じないように（流量が検知されないように）しており、このときの制御量がガス濃度としている。
【００１９】
さて、このような機能を有するガス分析計において、本願発明に係る測定セル１２は、被測定対象物のサンプルガスによって、長さの異なる測定セルを適宜交換可能な構造となっている。
いま、所定長さの測定セル１２よりも短い測定セルと交換する場合には、所定長さに形成された測定セルと同一長さになるように短い測定セルと同一径で形成されたダミー測定セルを継げて使用する構成となっている。この短い測定セルは、基準となる所定長さの測定セル１２と長さが異なるのみでその他の径等は全て同じである。
【００２０】
それは、図１（Ｂ）に示すように、短い測定セル２４と、長さが不足したぶんをダミー測定セル２５で継げて基本となる測定セル１２と同一長さにするというものであり、短い測定セル２４を１つのセル固定用板２２ａでセルベンチ２１に固定し、同じく光軸を同一にしてダミー測定セル２５を１つのセル固定用板２２ｂで固定することのみで交換できる。この交換作業においては、干渉セル１３、サンプル光源１１の位置関係は不変であり、又、ガスセルのサンプル吸収室１６、フローセンサ１８、基準吸収室１７の位置関係も不変であり、更に、基準光源１４、フィルタ１５の位置関係も不変である。従って、交換すべき測定セル２４は、固定用板２２ａで予め定まった位置に配置固定され、ダミー測定セル２５も予め定まった位置に固定用板２２ｂで配置固定され、その他の光学系ベースは位置関係が不変であるため、フィルタの調整等が皆無に等しい状態で測定セルを交換することができるのである。
【００２１】
ダミー測定セル１２は、セルの内面で赤外光線を吸収しない手段を施した構成になっており、それは、図２に示すように、赤外透過性の優れた材質２６、例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）で形成され、その内径は所定長さの測定セル１２（或は短い測定セル２４）の内径と等しく、その外径の円周外周面に金メッキ２７を施し、その外周に所定長さに形成された測定セル１２と外径が等しい金属パイプ２８を接着した構成になっている。
【００２２】
他の例のダミー測定セルにセルの内面で赤外光線を吸収しない手段を施した構成は、図３に示すように、測定セル１２と同等の金属で構成された金属パイプ２９の内面に金メッキ３１を施し、赤外吸収しない不活性ガス３２、例えば、窒素（Ｎ２）を封入し、セルの両端部に赤外透過性の優れた材質、例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）で形成された赤外透過窓３３を備えた構成になっている。
【００２３】
このように、ダミー測定セルを使用するようにしたことで、交換する測定セルが基本となる測定セルの長さに達しないものであっても、その基本となる測定セルの長さに合わせることが可能になり、測定セルにダミー測定セルを繋ぎ合わせるのみの交換で、その他の光学系やフィルタ、光源といったものを取り外すことなく、所望の測定セルに交換して、その他の調整等をすることなくサンプルガスの測定が可能になるのである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
測定セルを交換可能な構造にし、交換する測定セルが短い場合には、ダミー測定セルを継いで、交換前の測定セルと同一長さを確保するようにしたことで、測定セル以外の部品取り外しを行う必要がなくなるため、測定セル交換後のフィルタ調整等を皆無にしたガス分析計を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願発明に係るガス分析計の構成を略示的に示した説明図であり、（Ａ）は基準となる測定セルによるガス分析計、（Ｂ）は短い測定セルにダミー測定セルを継げた様子を示した説明図である。
【図２】同、ダミー測定セルの構成を示した説明図である。
【図３】同、ダミー測定セルの構成を示した説明図である。
【図４】従来技術におけるガス分析計の構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１      サンプル光源
１２      測定セル
１３      干渉セル
１４      基準光源
１５      フィルタ
１６      サンプル吸収室
１７      基準吸収室
１８      フローセンサ
１９      制御手段
２１      セルベンチ
２２ａ    セル固定用板
２２ｂ    セル固定用板
２２ｃ    セル固定用板
２３      ガスセル
２４      短い測定セル
２５      ダミー測定セル
２６      赤外透過性の優れた材質（フッ化カルシウム）
２７      金メッキ
２８      金属パイプ
２９      不活性ガス（Ｎ２）
３１      金メッキ
３２      赤外光透過窓。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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