(57)【要約】【課題】検出器の耐振性を向上し、小型化しても十分な耐振性のある赤外線ガス分析計を提供する。【解決手段】試料ガスが流通する試料セルを有し、この試料セルを通過した赤外光における吸収量の変化を利用して、試料ガス中の測定対象成分濃度を検出する赤外線ガス分析計において、赤外光を発生する赤外線光源と、サーマルフローセンサを有し前記試料セルを通過した赤外光と試料セルを通過しない赤外光との差を検出する検出器と、前記試料セルに対する赤外光および試料セルを通過しない赤外光の断続を制御する赤外光照射制御部と、前記赤外光の点滅周波数を任意の周波数に決定する赤外光点滅周波数制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスが流通する試料セルを有し、この試料セルを通過した赤外光における吸収量の変化を利用して、試料ガス中の測定対象成分濃度を検出する赤外線ガス分析計において、
赤外光を発生する赤外線光源と、
サーマルフローセンサを有し前記試料セルを通過した赤外光と試料セルを通過しない赤外光との差を検出する検出器と、
前記試料セルに対する赤外光および試料セルを通過しない赤外光の断続を制御する赤外光照射制御部と、
前記赤外光の点滅周波数を任意の周波数に決定する赤外光点滅周波数制御部と、
を有することを特徴とする赤外線ガス分析計。
【請求項２】
前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数を所定の範囲で連続的にスイープさせ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】
前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数を所定の範囲でランダムに変化させ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】
前記検出器に加わる振動を検出する加速度センサを有し、
前記赤外光点滅周波数制御部は、この加速度センサの出力に応じて赤外線光源の点滅周波数を任意の周波数に決定す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５】
前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数の倍数が、前記加速度センサで検出した前記検出器の振動周波数と一致しないように赤外光の点滅周波数を決定することを特徴とする請求項４に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項６】
前記赤外光点滅周波数制御部は、前記検出器に加わる振動の振動周波数成分が複数存在する場合には、赤外光の点滅周波数の倍数がそのいずれの振動周波数成分にも一致しないように赤外光の点滅周波数を決定することを特徴とする請求項５に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項７】
前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数の倍数が、前記加速度センサで検出した前記検出器の振動周波数成分と一致しない範囲で、赤外光の点滅周波数をスイープさせることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の赤外線ガス分析計。
【請求項８】
前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数の倍数が、前記加速度センサで検出した前記検出器の振動周波数成分と一致しない範囲で、赤外光の点滅周波数をランダムに変化させることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の赤外線ガス分析計。
【請求項９】
前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数を予め所定の範囲でスイープさせて分析値への影響が大きくなる点滅周波数を検出し、その周波数を回避するように赤外光の点滅周波数を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の赤外線ガス分析計。
【請求項１０】
前記赤外光点滅周波数制御部は、分析値への影響が大きくなる点滅周波数の検出およびその周波数を回避する赤外光の点滅周波数の決定を定期的に行うことを特徴とする請求項９に記載の赤外線ガス分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象ガスにおける赤外光の吸収特性を利用して、試料ガス中の測定対象成分濃度を検出する赤外線ガス分析計およびその出力補償方法に関するものである。
さらに詳しくは、赤外線ガス分析計に加わる外部振動の影響を除去して、高精度の測定動作を行うことのできる赤外線ガス分析計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の赤外線ガス分析計の一例を示す構成図である。図に示されるように、赤外線光源１から発せられた赤外光は、分配セル２により２つに分割され、それぞれ基準セル３および試料セル４に入射する。基準セル３には不活性ガスなど、測定対象成分を含まないガスが封入されている。また、試料セル４には試料ガスが流通する。このため、分配セル２で２つに分けられた赤外光は、試料セル４側でのみ測定対象成分による吸収を受け、検出器５に到達する。
【０００３】
検出器５は基準セル３からの光を受ける基準側室５０１と試料セル４からの光を受ける試料側室５０２の２室からなり、その２室を連絡するガス流通路には、ガスの行き来を検出するためのサーマルフローセンサ５１が取り付けられている。また、検出器５内には、測定対象と同じ成分を含むガス（検出ガス）が封入されており、基準セル３および試料セル４からの赤外光が入射すると、検出ガス中の測定対象成分が赤外光を吸収することで、基準側室５０１内および試料側室５０２内で、それぞれ検出ガスが熱膨張する。
【０００４】
基準セル３内の基準ガスは測定対象成分を含まないので、基準セル３を通過する赤外光に対しては測定対象成分による吸収はなく、試料セル４内の試料ガスに測定対象成分が含まれると、赤外光の一部はそこで吸収されるために、検出器５では試料側室５０２に入射する赤外光が減少し、基準側室５０１内の検出ガスの熱膨張が試料側室５０２内の検出ガスの熱膨張より大きくなる。赤外光は回転セクタ６で断続されて、遮断および照射を繰り返しており、遮断されたときは基準側室５０１および試料側室５０２ともに赤外光が入射しないので、検出ガスは膨張しない。
【０００５】
このため、基準側室５０１および試料側室５０２においては、試料ガス中の測定対象成分濃度に応じて、両室の間に周期的に差圧が生じ、両室間に設けられたガス流通路を検出ガスが行き来することとなる。その検出ガスの挙動はサーマルフローセンサ５１により検出され、信号処理回路７により交流電圧増幅されて、測定対象成分濃度に対応した信号として出力される。８は回転セクタ６を駆動する同期モータ、９は基準セル３および試料セル４に入射する赤外光のバランスを調整するトリマである。
図８は赤外光の点滅とサーマルフローセンサ５１で検出される信号の関係を示す図である。赤外光の周波数は固定され、フローセンサ信号を取り込みは点滅パターンの定位置で行われる。
【０００６】
このように、試料ガス中の測定対象成分濃度が変化すると、検出器５（試料側室５０２）に入射する赤外光の光量が変化するので、信号処理回路７を介して測定対象成分濃度に対応した出力信号を得ることができる。
【０００７】
【非特許文献１】横河電機株式会社発行、General  Specifications、「ＩＲ４００形赤外線ガス分析計」、２００２年５月  初版、Ｐ５
【特許文献１】特開２００５−２９１７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらこのような構成においては、装置に振動が加わると、検出器５内のガスは慣性によりその場にとどまろうとするため、サーマルフローセンサ５１と検出器５内のガスの間に相対的にガス流が生じることになり、その成分がノイズとして検出される。
また、赤外線ガス分析計においては、環境計測の用途などで小型化への要求が高く、そのためにはフローセンサ５１を高感度化し、ガスの微少流を高感度で検出できるよう検討が行われている。
【０００９】
図９は、装置に加わる振動がフローセンサに生じるガス流に与える影響の説明図である。フローセンサに生じるガス流（Ｇ）は、赤外光の点滅によって生じるガス流（Ｇｌ）と、装置に加わる振動によって生じるガス流（Ｇｖ）の和である。分析値を求めるために必要な成分はガス流Ｇｌのみであり、ガス流Ｇｖはノイズ成分となる。図９では、ガス流Ｇｌの周波数とガス流Ｇｖの周波数が一致した状態であり、それぞれの波の山と山、谷と谷が重なり合い、フローセンサのガス流Ｇに大きな影響が出てしまう。
【００１０】
赤外光の点滅の周波数（Ｆｌ）の倍数（Ｆｌ×ｎ：ｎ＝…１／３，１／２，１，２，３…）と装置に加わる振動周波数（Ｆｖ）が一致したとき、ガス流Ｇｖが分析値に与える影響が最大となる。
図１０は、装置に加わる振動が分析値に与える影響を示した図である。本図は赤外光の点滅周波数を８．３３Ｈｚに固定した状況で、装置に加えられる振動を周波数ｆ＝５Ｈｚ〜１６０Ｈｚまで掃引させながら分析を行った結果である。装置の振動周波数がｆ＝８．３３Ｈｚ×ｎ（ｎ＝１，２，３…）でフローセンサの信号値が大きく影響を受け、分析値が大きく変動してしまう。
【００１１】
その影響の大きさは信号成分（濃度によるガス流）の検出器５内のガスの移動速度と振動に起因するガス流の速度の比となるため、耐振性を向上するには、信号成分を大きくする、つまり測定セル４・基準セル３の長さを長くし、試料セル内で赤外光が吸収される量を多くするしかなく、フローセンサ５１を高感度化しても、小型化の実現は困難であった。
【００１２】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、検出器の耐振性を向上し、小型化しても十分な耐振性のある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】
【００１３】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、試料ガスが流通する試料セルを有し、この試料セルを通過した赤外光における吸収量の変化を利用して、試料ガス中の測定対象成分濃度を検出する赤外線ガス分析計において、
赤外光を発生する赤外線光源と、
サーマルフローセンサを有し前記試料セルを通過した赤外光と試料セルを通過しない赤外光との差を検出する検出器と、
前記試料セルに対する赤外光および試料セルを通過しない赤外光の断続を制御する赤外光照射制御部と、
前記赤外光の点滅周波数を任意の周波数に決定する赤外光点滅周波数制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２では、請求項１に記載の赤外線ガス分析計において、前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数を所定の範囲で連続的にスイープさせることを特徴とする。
【００１５】
請求項３では、請求項１に記載の赤外線ガス分析計において、前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数を所定の範囲でランダムに変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項４では、請求項１に記載の赤外線ガス分析計において、前記検出器に加わる振動を検出する加速度センサを有し、
前記赤外光点滅周波数制御部は、この加速度センサの出力に応じて赤外線光源の点滅周波数を任意の周波数に決定することを特徴とする。
【００１７】
請求項５では、請求項４に記載の赤外線ガス分析計において、前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数の倍数が、前記加速度センサで検出した前記検出器の振動周波数と一致しないように赤外光の点滅周波数を決定することを特徴とする。
【００１８】
請求項６では、請求項５に記載の赤外線ガス分析計において、前記赤外光点滅周波数制御部は、前記検出器に加わる振動の振動周波数成分が複数存在する場合には、赤外光の点滅周波数の倍数がそのいずれの振動周波数成分にも一致しないように赤外光の点滅周波数を決定することを特徴とする。
【００１９】
請求項７では、請求項４乃至６のいずれかに記載の赤外線ガス分析計において、前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数の倍数が、前記加速度センサで検出した前記検出器の振動周波数成分と一致しない範囲で、赤外光の点滅周波数をスイープさせることを特徴とする。
【００２０】
請求項８では、請求項４乃至６のいずれかに記載の赤外線ガス分析計において、前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数の倍数が、前記加速度センサで検出した前記検出器の振動周波数成分と一致しない範囲で、赤外光の点滅周波数をランダムに変化させることを特徴とする。
【００２１】
請求項９では、請求項１乃至３のいずれかに記載の赤外線ガス分析計において、前記赤外光点滅周波数制御部は、赤外光の点滅周波数を予め所定の範囲でスイープさせて分析値への影響が大きくなる点滅周波数を検出し、その周波数を回避するように赤外光の点滅周波数を決定することを特徴とする。
【００２２】
請求項１０では、請求項９に記載の赤外線ガス分析計において、分析値への影響が大きくなる点滅周波数の検出およびその周波数を回避する赤外光の点滅周波数の決定を定期的に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
このように、赤外光の点滅周波数Ｆｌを任意に設定可能な構成とすることによって、検出器部分に振動が加わっても、その振動が分析値に影響を与えにくくなるように赤外光の点滅周波数Ｆｌを決定することができるため、検出器の耐振性を向上し、小型化しても十分な耐振性のある赤外線ガス分析計を提供することができる。
【００２４】
加速度センサにより検出器に加わる振動周波数Ｆｖをリアルタイムで把握することができるため、赤外光の点滅周波数Ｆｌを振動周波数Ｆｖと一致しないように随時変化させることができる。そのため、常に赤外光の点滅周波数Ｆｌを検出器の振動周波数Ｆｖから効果的に引き離すことができ、確実に検出器に加わる振動の影響を低減させることができる。
【００２５】
赤外光の点滅周波数Ｆｌをランダムに変化させたり、スイープさせたりすることにより、赤外光の点滅周波数Ｆｌの倍数が検出器の振動周波数Ｆｖに対して一定の比率にならないようにすることができ、分析値に与える振動の影響を全体として低減させることができる。
【００２６】
予め赤外光の点滅周波数を所定の範囲でスイープさせれば、検出器に加わる振動周波数Ｆｖをスイープの周波数範囲内で一通りすべて把握することができ、それらの振動周波数を回避するように赤外光の点滅周波数を決定することができる。また、定期的に点滅周波数のスイープ作業を行うことにより、時間経過などにより振動周波数Ｆｖに変化があった場合でも点滅周波数Ｆｌを適切に決定し直すことができ、分析値に与える振動の影響を低減することができる。
【００２７】
また、請求項１乃至３に記載の赤外線ガス分析計によれば、加速度センサを新たに取り付ける必要がないため、新たな装置を分析器に組み込むことなく、小型化しても十分な耐震性のある赤外線ガス分析計を実現することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を用いて本発明の赤外線ガス分析計を説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の赤外線ガス分析計の一実施例を示すブロック図であり、赤外光を発する赤外線光源１、赤外線光源１から発せられた赤外光を点滅させる赤外光照射制御部１０、赤外光の点滅周波数を決定する赤外光点滅周波数制御部１１、不活性ガスなど測定対象成分を含まないガスが封入された基準セル３、試料ガスが流通する試料セル４、基準セル３からの光を受ける基準側室５０１、試料セル４からの光を受ける試料側室５０２、基準側室５０１と試料側室５０２との間のガスの行き来を検出するサーマルフローセンサ５１、基準側室５０１および試料側室５０２、サーマルフローセンサからなる検出器５、検出器５に取り付けられた加速度センサ１２から構成される。なお、赤外光照射制御部１０は、回転セクタおよびその駆動モータなど赤外光を点滅可能な構成のものが含まれる。
【００３０】
上述の通り、フローセンサに生じるガス流Ｇは、赤外線光源の点滅によって生じるガス流Ｇｌと、装置に加わる振動によって生じるガス流Ｇｖの和となる。そして、赤外光の点滅の周波数（Ｆｌ）の倍数（Ｆｌ×ｎ：ｎ＝…１／３，１／２，１，２，３…）と装置に加わる振動周波数（Ｆｖ）が一致したとき、すなわち、Ｆｖ×ｎ＝Ｆｌ（ｎ＝１，２，３…）あるいはＦｖ＝Ｆｌ×ｎ（ｎ＝１，２，３…）のいずれかが成立するときガス流Ｇｖが分析値に与える影響が最大となる。
したがって、点滅周波数（Ｆｌ×ｎ：ｎ＝…１／３，１／２，１，２，３…）が振動周波数Ｆｖと大きく離れるようにすれば、ガス流Ｇｖが分析値に与える影響を低減させることができる。
【００３１】
加速度センサ１２は検出器５に加わる加速度をリアルタイムで検出し、赤外光点滅周波数制御部１１にその加速度情報を出力する。赤外光点滅周波数制御部１１は、入力された加速度情報から検出器５に加わる振動の振動周波数Ｆｖを計算するとともに、Ｆｌ×ｎ（ｎ＝…１／３，１／２，１，２，３…）が振動周波数Ｆｖと大きく離れるような点滅周波数Ｆｌを自動的に決定し、点滅周波数情報として赤外光照射制御部１０に出力する。
【００３２】
振動周波数Ｆｖが複数（Ｆｖ１、Ｆｖ２、・・・、Ｆｖｍ）存在する場合には、Ｆｌ×ｎ（ｎ＝…１／３，１／２，１，２，３…）がＦｖ１、Ｆｖ２、・・・、Ｆｖｍのそれぞれと大きく離れるようにＦｌを決定し、Ｆｖ１、Ｆｖ２、・・・、Ｆｖｍの影響を減少させる。
【００３３】
赤外光照射制御部１０は、赤外光点滅周波数制御部１１から入力される点滅周波数情報に従い、回転セクタ（図示せず）の回転スピードを変更するなどして、赤外光の点滅周波数を調整する。
【００３４】
図２は、点滅周波数Ｆｌの制御により分析値に与える効果を示す説明図である。図２（ａ）は、赤外光の点滅周波数と検出器の振動周波数が一致しているため、ガス流Ｇｌとガス流Ｇｖのそれぞれの波の山と山、谷と谷が重なり合い、フローセンサのガス流Ｇに大きく影響している。一方図２（ｂ）では、赤外光の点滅周波数Ｆｌをガス流Ｇｖの振動周波数と異なる周波数としたことにより、ガス流Ｇｌとガス流Ｇｖの山同士、谷同士が重なりにくくなり、検出器の振動がフローセンサのガス流Ｇに与える影響を全体的に低減することができる。
【００３５】
なお、赤外光の点滅周波数は、単に振動周波数Ｆｖ１、・・・Ｆｖｍと一致しない周波数をひとつ決定するだけでもよいが、振動周波数Ｆｖと一致しない範囲において連続的に変化させる（スイープさせる）ことも可能である。さらに、同じく振動周波数Ｆｖ１・・・Ｆｖｍと一致しない範囲において、赤外光の点滅周波数をランダムに変化させてもよい。
このようにすれば、加速度センサ１２で得られる加速度情報により振動周波数Ｆｖ１・・・Ｆｖｍによる影響を減少させることができると同時に、点滅周波数をスイープさせる、またはランダムに選択することによってＦｖ１・・・Ｆｖｍ以外の周波数による影響も減少させることが可能である。
【実施例２】
【００３６】
図３は本発明の赤外線ガス分析計の他の実施例を示すブロック図である。図３において実施例１と同じ符号が付されているものは、同一の機能のブロックである。１３は赤外光点滅周波数制御部であり、サーマルフローセンサ５１で検出された濃度信号が入力される。
【００３７】
前記実施例１では、加速度センサを利用して検出器に加わる振動をリアルタイムで把握し、その特定の振動周波数に一致しないように赤外光の点滅周波数を決定したが、振動周波数にかかわらず赤外光の点滅周波数をスイープさせたり、ランダムに変化させたりする構成でもよい。
【００３８】
検出器の振動周波数Ｆｖが未知であっても、意図的に赤外光の点滅周波数Ｆｌをスイープさせたり、ランダムに変化させて分析を行うことによって、周波数Ｆｌ×ｎが振動周波数Ｆｖに対して一定の比率になることを防止することができ、検出器に加わる振動の影響を低減することが可能である。
【００３９】
本実施例の構成によれば、検出器５に加わる振動周波数を把握するための加速度センサの取り付けが不要となるため、新たな装置を分析器に組み込むことなく、耐震性の高い赤外線ガス分析計を実現することができる。
【実施例３】
【００４０】
図４は本発明の赤外線ガス分析計の他の実施例を示すブロック図である。図４において実施例１と同じ符号が付されているものは、同一の機能のブロックである。１４は赤外光点滅周波数制御部であり、サーマルフローセンサ５１で検出された濃度信号が入力される。
【００４１】
前記実施例１では検出器５に加わる振動を加速度センサ１２を用いてリアルタイムに検出し、リアルタイムに赤外光の点滅周波数に反映させる。しかし、検出器５に加わる振動、すなわち外乱が常に一定であると考えられるような環境では、リアルタイムに赤外光の点滅周波数を計算する必要はなく、本来の分析の前に予め検出器の振動周波数を調査すれば十分である。
【００４２】
まず、試料セル内のガス濃度を一定値に保った状態で赤外光の点滅周波数をある範囲（Ｆｌｓ〜Ｆｌｅ）で一旦スイープさせ、赤外光点滅周波数制御部１４において分析値への影響が大きくなる点滅周波数を検出する。
【００４３】
図５はスイープさせた点滅周波数と分析値の一例を示す図である。図５において、横軸は赤外光の点滅周波数、縦軸は分析値（サーマルフローセンサ５１が検出した濃度信号）である。赤外光の点滅周波数を（Ｆｌｓ〜Ｆｌｅ）の範囲で連続的に変化させると、周波数（Ｆｖａ、Ｆｖｂ、Ｆｖｃ、・・・）で分析値が大きく変化する。
【００４４】
検出器に加わる振動の振動周波数は、周波数Ｆｖａ、Ｆｖｂ、Ｆｖｃ、・・・の公約数であるため、スイープ時の分析結果から振動周波数を把握することができる。赤外光点滅周波数制御部１４においてその公約周波数を回避するように赤外光の点滅周波数を決定し、その点滅周波数を用いて試料ガスの実際の測定を行う。
【００４５】
外乱が一定と考えられる環境では、上記のように予め振動周波数を調査しておくことにより、リアルタイムで赤外光の点滅周波数を調整する必要がなくなり、分析に要する処理負荷を全体的に軽減することができる。
【００４６】
なお、振動周波数の調査は、たとえば電源投入時や、検出器５に加わる外乱に変化があったと考えられる時に行う構成とすることが考えられる。また、電源投入後も一定時間ごとに自動的に調査する構成としてもよい。
【実施例４】
【００４７】
図６は本発明の赤外線ガス分析計の他の実施例を示すブロック図である。図６において実施例１と同じ符号が付されているものは、同一の機能のブロックである。本実施例は、前記実施例１〜３において赤外光の遮断等により点滅を生じさせる赤外光照射制御部１０に相当する部分を、直接赤外光のオン・オフにより点滅させる構成として示したものである。
【００４８】
２２１、２２２は熱応答性に優れた赤外線光源で、第１の赤外線光源２２１は試料セル４に第１の赤外光を照射する。また、第２の赤外線光源２２２は検出器２５におけるバランス側室５０３に第２の赤外光を照射する。ここで、検出器２５は従来の基準側室５０１の代わりに第２の赤外光を受けるバランス側室５０３を有するもので、フローセンサ５１は、試料セル４を介して入射する第１の赤外光を受ける試料側室５０２とバランス側室５０３とを結ぶガス流通路に配置されている。したがって、検出器２５は試料セル４を通過した第１の赤外光と、第２の赤外線光源２２２から直接入射する第２の赤外光との差を検出することになる。なお、第１および第２の赤外線光源２２１、２２２には、応答特性の揃った赤外線光源が使用される。
【００４９】
２１は光源駆動信号を発生して、第１および第２の赤外線光源２２１、２２２を同期的に駆動する光源駆動制御部、２６はこの光源駆動制御部２１に対して、光源制御信号により第１および第２の赤外線光源２２１、２２２の駆動量（駆動の強さ）を指示するとともに、検出器２５（フローセンサ５１）からの出力信号を受け、試料ガス中の測定対象成分濃度に応じた測定出力を発生する測定制御部である。１５は光源駆動制御部２１に対し、加速度センサ１２の加速度情報を受け、光源駆動周波数情報信号により第１および第２の赤外線光源２２１、２２２の駆動周波数を指示する光源駆動周波数制御部である。光源駆動制御部２１は、この光源駆動周波数制御部１５からの光源駆動周波数情報および測定制御部から指示される駆動量に従って、第１および第２の赤外線光源２２１、２２２を駆動する。
【００５０】
一般に、赤外線ガス分析計においては、測定動作に先立って、ゼロ調やスパン調などの校正動作が行われる。試料セル４に測定対象成分ガスを含まない基準ガス（ゼロガス）を流通させるゼロ調動作時においては、第１の赤外線光源２２１における駆動量を測定に適した値に調整するとともに、検出器２５（フローセンサ５１）からの出力信号がゼロとなるように、第２の赤外線光源２２２の駆動量を調整する。また、試料セル４に既知の成分濃度を有する基準ガス（スパンガス）を流通させるスパン調動作時においては、測定出力が所定の濃度値を示すように、測定回路のゲインなどを調整する。
【００５１】
次に、試料セル４に試料ガスを流通させる測定動作時においては、検出器２５（フローセンサ５１）からの出力信号を受け、試料ガス中の測定対象成分濃度に応じた測定出力を発生する。
【００５２】
このように、熱応答性に優れた第１および第２の赤外線光源２２１、２２２では、矩形波状の駆動信号により、赤外光を直接オンオフすることができるので、従来の回転セクタは不要となる。また、特性の揃った安定な赤外線光源を使用することができるので、検出器２５の一方の受光室（バランス側室５０３）に直接赤外光を入射させることができ、従来の如き基準セルを省略して、簡単な構成により、高精度の測定を行うことができる。同時に、加速度センサによる振動の検出結果を赤外光の駆動周波数に直接反映させることができるため、検出器に加わる振動を効果的に低減することができる。
【００５３】
さらに、測定制御部２６にゼロ調動作時における第２の赤外線光源２２２の駆動量を記憶しておくゼロ調信号記憶部２６１を設けておけば、測定動作時における第２の赤外線光源２２２の駆動量の変化分から、測定対象成分濃度に応じた第１の赤外光の変化を検出することができる。
【００５４】
ゼロ調動作時には、試料セル４を介して検出器２５の試料側室５０２に入射する第１の赤外光と、第２の赤外線光源２２２から直接バランス側室５０３に入射する第２の赤外光との差がゼロとなり、検出器２５（フローセンサ５１）の出力がゼロとなるように、第２の赤外線光源２２２の駆動量を調整するとともに、測定動作時にも、検出器２５（フローセンサ５１）の出力がゼロとなるように、第２の赤外線光源２２２の駆動量を調整し、この駆動量の変化分から測定対象成分濃度に応じた測定出力を得るようにしたものである。
【００５５】
すなわち、測定制御部２６には、ゼロ調動作時における第２の赤外線光源２２２の駆動量を記憶しておくゼロ調信号記憶部２６１を有しており、測定動作時における第２の赤外線光源２２２の駆動量の変化分から、測定対象成分濃度に応じた第１の赤外光の変化を検出する。
【００５６】
このように、測定動作時において、検出器２５（フローセンサ５１）の出力が常にゼロとなるように第２の赤外線光源２２２の駆動量を制御し、この時の駆動量の変化分から測定出力を得るようにすると、検出器２５（フローセンサ５１）を常にその出力信号が小さな値となる範囲で使用することができ、測定範囲のダイナミックレンジを広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は本発明の赤外線ガス分析計の一実施例を示すブロック図。
【図２】図２は点滅周波数Ｆｌの制御により分析値に与える効果を示す説明図。
【図３】図３は本発明の赤外線ガス分析計の他の実施例を示すブロック図。
【図４】図４は本発明の赤外線ガス分析計の他の実施例を示すブロック図。
【図５】図５はスイープさせた点滅周波数と分析値の一例を示す図。
【図６】図６は本発明の赤外線ガス分析計の他の実施例を示すブロック図。
【図７】図７は従来の赤外線ガス分析計の一例を示す構成図。
【図８】図８は赤外光の点滅とサーマルフローセンサ５１で検出される信号の関係を示す図。
【図９】図９は装置に加わる振動がフローセンサに生じるガス流に与える影響の説明図。
【図１０】図１０は装置に加わる振動が分析値に与える影響を示した図。
【符号の説明】
【００５８】
１          赤外線光源
２          分配セル
３          基準セル
４          試料セル
５、２５    検出器
５０１      基準側室
５０２      試料側室
５０３      バランス側室
５１        サーマルフローセンサ
６          回転セクタ
７          信号処理回路
８          同期モータ
９          トリマ
１０        赤外光照射制御部
１１、１３、１４、１５  赤外光点滅周波数制御部
１２        加速度センサ
２１        光源駆動制御部
２２１、２２２  赤外線光源１
２６        測定制御部
２６１      ゼロガス測定時光源情報記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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