(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検ガスが流入する測定チャンバと、標準ガスが封入されたリファレンスチャンバとを併設し、前記測定チャンバとリファレンスチャンバとを通過した光の干渉縞の変位に基づいて流体特性を測定する光干渉式流体特性測定装置において、
前記測定チャンバの被検ガスの流路を封止する手段と、前記流路が封止されている期間での前記干渉縞の移動量を検出する手段とを備えた光干渉式流体特性測定装置。
【請求項２】
前記測定チャンバの一端にサンプリングポンプが、また他端に流体特性の測定時には開弁状態を維持し、また検査時には閉弁状態とされる電磁弁が接続されている請求項１に記載の光干渉式流体特性測定装置。
【請求項３】
前記干渉縞の移動量が、前記サンプリングポンプの作動状態で検出される光干渉式流体特性測定装置。
【請求項４】
前記干渉縞の移動量が、前記サンプリングポンプにより流路に蓄圧した後、前記サンプリングポンプを停止させた状態で検出される請求項１に記載の光干渉式流体特性測定装置。
【請求項５】
前記サンプリングポンプが、ダイヤフラム型ポンプで構成されている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光干渉式流体特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定流体と標準流体との光の屈折率の相異を干渉縞の変位として検出し、この変位に基づいて被測定流体の濃度等の特性を測定する装置、より詳細には光学チャンバに被検ガスを供給するサンプリング流路の漏れ検査技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光の干渉により流体特性を測定する装置は、一方にサンプリングポンプ等の気体移送手段を介して被検ガスが供給される測定チャンバと、標準ガスを封止したリファレンスチャンバを併設し、これらチャンバに同一光源からの２本の光ビームを照射して各チャンバを透過した光により干渉縞を発生させ、干渉縞の変移量をＣＣＤ等のイメージセンサにより検出するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、気体移送手段の故障や被検ガスを移送する管路の漏れ等により正常に被検ガスが供給されない場合には、正常に測定することが不可能となる。このような問題を解消するため、被検ガスを移送する管路の途中に圧力センサーを配置することも考えられるが、構造が複雑化したり、コストが上昇する等の問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは圧力センサーを必要とすることなく、測定光学チャンバへの被検ガスの供給状態を監視することができる光干渉式流体特性測定装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、被検ガスが流入する測定チャンバと、標準ガスが封入されたリファレンスチャンバとを併設し、前記測定チャンバとリファレンスチャンバとを通過した光の干渉縞の変位に基づいて流体特性を測定する光干渉式流体特性測定装置において、前記測定チャンバの被検ガスの流路を封止する手段と、前記流路が封止されている期間での前記干渉縞の移動量を検出する手段とを備えるようにした。
【０００５】
【作用】
測定チャンバの流路を閉塞すると、圧力チャンバの圧力が時間とともに変化する。これに伴って干渉縞が時間とともに移動するから、所定時間での移動量を検出することにより、サンプリングポンプが正常に動作し、また流路に漏れが存在しないかをしることができる。
【０００６】
【実施例】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すものであって、測定チャンバ１と、測定チャンバ１の両側にリファレンスチャンバ２、３とを備え、測定チャンバ１の流入口Ｈ１にはサンプリングポンプ４の吐出口が、また流出口Ｈ２には電磁弁５が接続されている。なお、サンプリングポンプ４は、外力により容積を膨張収縮するダイヤフラムと、排気口、吸気口にそれぞれ逆止弁を設けたダイヤフラム型ポンプとして構成するのが望ましい。
一方、リファレンスチャンバ２、３は、その流体流入口、流出口Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６が図示しない流路により連通関係となるように接続されて、１つの標準ガス源からの同一の標準ガスの供給を受けている。なお、図中符号６、６は、チャンバの光透過窓を形成するガラス板を示す。
【０００７】
これら各チャンバ１、２、３の一側側にはビームスプリッタをなす平行平面鏡７が、また他側側にはこれらチャンバー１、２、３の光路領域をカバーできるサイズのメインプリズム８が配置されている。
【０００８】
１０は、光源で、この実施例では中心波長６６０ｎｍの発光ダイオードが使用されていて、測定装置本体の筐体１１に平行平面鏡７の一側寄りの所定位置Ｐ０を照射するように取り付けられている。
【０００９】
光源１０からの光ビームＬ０は、平行平面鏡７により２本のビームＬ１、Ｌ２に分割され、一方のビームＬ１は測定チャンバ１の一側寄りの光路を通って、メインプリズム８に入射し、再び測定チャンバ１の他側寄りの光路を通るビームＬ３となって平行平面鏡７に入射する。
【００１０】
また他方のビームＬ２は、一方のリファレンスチャンバ２を通過してプリズム８により他方のリファレンスチャンバ３からビームＬ４として出射し、平行平面鏡７の、測定チャンバ１から出射したビームＬ３の照射点と同一点Ｐ１から出射して干渉縞を生じ、対物レンズ１６と、筒状体１３の前面の光学部材１８とにより形成される拡大光学系により検出に適した大きさに拡大されて干渉縞の移動を検出するラインイメージセンサ１４の像検出面に結像する。
【００１１】
ラインイメージセンサー１４には、干渉縞の移動量に基づいて流体の特性、例えばガス燃料の熱量、圧力、密度、濃度等を測定する測定回路２０と、圧力検査手段２１が接続されれている。
【００１２】
圧力検査手段２１は、図示しない検査モード設定スイッチからの指令により電磁弁５を閉弁させるとともに、閉弁時点から所定時間後の干渉縞の移動量に基づいて測定チャンバ１の圧力変化を検出するように構成されている。
【００１３】
この実施例において、電磁弁５を開弁状態とし、サンプリングポンプ４により被測定流体を測定チャンバ１に供給すると、標準ガスと被測定ガスの濃度の相違に応じて干渉縞が移動する。ラインイメージセンサー１４から干渉縞の移動量に対応した信号が出力し、測定回路２０により被検流体の特性を知ることができる。
【００１４】
一方、被検流体が正常に測定チャンバ１に供給されているか否かをチェックする必要が生じた場合には、検査モード設定スイッチを操作すると、電磁弁５を閉弁し、同時に閉弁時点での干渉縞をラインイメージセンサー１４からの信号により検出して、この位置を記憶する。
【００１５】
電磁弁５の閉弁により測定チャンバ１の圧力が上昇し、これに伴ってラインイメージセンサー１４に結像している干渉縞が図２に示したように時間とともに移動する。閉弁時から所定時間が経過した時点でラインイメージセンサー１４により干渉縞の位置を検出する。
閉弁時点からの移動量が予め設定された基準値を超えた場合には、サンプリングポンプ４が正常に動作し、かつ測定チャンバ１等の流路から漏れが生じていないことが判定できる。
【００１６】
他方、サンプリングポンプ４の吐出能力が低下したり、また測定チャンバ１等の流路に漏れが存在する場合には、測定チャンバ１の圧力が所定量変化しないため、干渉縞が基準値まで移動しないため、サンプリングポンプ４や測定チャンバ１等の流路に異常が発生したことを知ることができる。
【００１７】
なお、上述の実施例においては、サンプリングポンプ４により圧送される気体の最高圧力値により流路の異常を検出するようにしているが、電磁弁５により流路を閉鎖した状態でサンプリングポンプ４により所定の圧力に到達するまで、または所定時間の圧送を行った後、サンプリングポンプ４への給電を停止し、給電停止時点から所定時間後の圧力変化を検出するようにしてもサンプリングポンプ４や測定チャンバ１等の流路に異常が発生したことを知ることができる。
【００１８】
すなわち、サンプリングポンプ４には、通常、ダイイヤフラム型ポンプが使用されるため、ポンプには逆止弁が内蔵されている。したがって、正常に動作するポンプでは給電が停止すると、気体の流入、排出が停止する。
このため、ポンプを含めた流露が正常な場合には、ポンプ４から電磁弁５までの流路からは気体の漏れ出しがなく、図３の符号Ａで示したように干渉縞は移動しない。
一方、ポンプ４から電磁弁５までの流路からは気体の漏れ出している場合には、図３の符号Ｂで示したように干渉縞は時間とともに移動する。
【００１９】
なお、上述の実施例においては測定チャンバ１に被検ガスを圧送するようにしているが、サンプリングポンプ４の吸引口を測定チャンバ１に接続して測定チャンバ１のガス流出口Ｈ２を介して被検ガスを吸引により注入する形式の場合には、測定チャンバのガス流入口Ｈ１に電磁弁５を設けることにより、同様に作用することは明らかである。
【００２０】
また上述の実施例においては、ガス流出口Ｈ２、ガス流入口Ｈ１のいずれかを電磁弁５により閉塞するようにしているが、指等で封止するようにしても同様の作用を奏することは明らかである。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明においては、測定チャンバに被検ガスを移送する流路を封止することにより、測定チャンバに積極的に圧力の変化を生じさせ、そのときの干渉縞の移動量から気体移送手段の故障や、サンプリング流路、測定チャンバでの漏れを検出でき、圧力センサーが不要となって構造の簡素化とコストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】同上装置による漏れ検査時の動作を示す線図である。
【図３】同上装置による漏れ検査時の動作を示す線図である。
【符号の説明】
１  測定チャンバ
２、３  リファレンスチャンバ
４  サンプリングポンプ
５  電磁弁
１０  光源
１４  ラインイメージセンサ
【図１】
0003897338.tif 000002
【図２】
0003897338.tif 000003
【図３】
0003897338.tif 000004