特開2015-227828IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

2つの波長のガス温度の吸収強度差を利用して低温から高温までの酸素ガスのガス濃度を高精度で測定するレーザ式酸素ガス分析計

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】ガス温度に対し吸収強度が異なる複数の波長を用いて、広範囲の温度の酸素ガスのガス濃度を測定するレーザ式酸素ガス分析計を提供する。
【解決手段】高温の酸素ガスの吸収強度が大きく、かつ、常温の酸素ガスの吸収強度が小さいような高温測定用波長のレーザ光と、高温測定用波長に隣接する波長であって常温の酸素ガスの吸収強度が大きいような常温測定用波長のレーザ光と、を発光し、高温測定用検出光を用いて高温の酸素ガスのガス濃度を測定し、常温測定用検出光を用いて常温の酸素ガスのガス濃度を測定するレーザ式酸素ガス分析計とした。
【選択図】図3

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

さて、のレーザ式酸素ガス分析計はガス化溶融炉を使用するゴミ焼却場で用いられることがある。この場合に、応答速度、ダストなどの耐環境性に優れたレーザ式酸素ガス分析計は高温ガスの燃焼管理で主に用いられるが、併せて温度が低い炉立ち上がり時の酸素ガスのガス濃度の変化を計測したいというニーズがある。このようにアプリケーションによっては常温から高温までの全ての領域で酸素ガスのガス濃度を測定したいという要望がある。 しかしながら、特許文献1のレーザ式酸素ガス分析計は、400℃以上の高温の酸素ガスを測定対象とするものであり、400℃未満の常温の酸素ガスを含む全温度領域の酸素ガスのガス濃度を測定したいアプリケーションでは、使用することができなかった。 そこで、本発明はの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス温度に対し吸収強度が異なる複数の波長を用いて、広範囲の温度の酸素ガスのガス濃度を測定するレーザ式酸素ガス分析計を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の請求項1に係るレーザ式酸素ガス分析計は、 レーザ光による検出光を出射する発光部と、測定対象である酸素ガスが存在する空間を介して伝播された検出光を受光し、受光した信号強度からガス濃度を算出する受光部と、を備え、酸素ガスのガス濃度を測定するレーザ式酸素ガス分析計であって、 前記発光部は、高温の酸素ガスの吸収強度が大きく、かつ、常温の酸素ガスの吸収強度が小さいような高温測定用波長の・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、ガス温度に対し吸収強度が異なる複数の波長を用いて、広範囲の温度の酸素ガスのガス濃度を測定するレーザ式酸素ガス分析計を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】O2ガスの吸収スペクトラム特性図である。

【図2】一般的な酸素ガス温度別吸収スペクトラム例の説明図である。

【図3】燃焼制御用の酸素ガス温度別吸収スペクトラム例の説明図である。

【図4】本発明の第1の実施の形態のレーザ式酸素ガス分析計の構成図である。

【図5】レーザ光源部の構成図である。

【図6】レーザ素子の波長走査駆動信号発生部の出力波形を示す図である。

【図7】本発明の第1の実施の形態の動作を説明するための、レーザ素子の走査波形、O2ガスの吸収波形および同期検波部の出力波形を示す図である。

【図8】受光素子および信号処理部の構成図である。

【図9】波長変調方式の原理図である。

【図10】ドライブ電流による半導体レーザの発光波長の変化を示す図である。

【図11】温度による半導体レーザの発光波長の変化を示す図である。

【図12】本発明の第2の実施の形態の動作を説明するための、レーザ素子の走査波形、O2ガスの吸収波形および同期検波部の出力波形を示す図である。

【図13】本発明の第2の実施の形態の動作を説明するための、レーザ素子の走査波形、O2ガスの吸収波形および同期検波部の出力波形を示す図である。

【図14】本発明の第3の実施の形態の動作を説明するための、レーザ素子の走査波形、O2ガスの吸収波形および同期検波部の出力波形を示す図である。

【図15】本発明の第3の実施の形態の動作を説明するための、レーザ素子の走査波形、O2ガスの吸収波形および同期検波部の出力波形を示す図である。

【図16】本発明の第4の実施の形態のレーザ式酸素ガス分析計の構成図である。

【図17】レーザ光源部の構成図である。

【図18】受光素子および信号処理部の構成図である。

【図19】レーザ素子の波長走査駆動信号発生部の出力波形および信号処理部に送られるトリガ信号の説明図である。

【図20】I/V変換部及び同期検波部の出力信号を示す図である。

【図21】I/V変換部及び同期検波部の出力信号を示す図である。

【図22】同期検波部の出力信号を示す図である。

【図23】O2ガスの吸収スペクトラム特性図である。

【図24】パージガスの流れを説明する説明図である。

選択図 図3出願人が指定した本件の代表的な図

1,1’:レーザ式酸素ガス分析計   100:発光部   101,101’:レーザ光源部   101a:波長走査駆動信号発生部   101b:高周波変調信号発生部   101c:電流制御部   101d:温度制御部   101e:レーザ素子   101f:サーミスタ   101g:ペルチェ素子   101s:レーザ駆動信号発生部   102:コリメートレンズ   103:ボックスカバー   200:受光部   201:集光レンズ   202:受光素子   203,203’:信号処理部   203a:I/V変換部   203b:同期検波部   203c:発振器   203d:フィルタ   203e:演算部   204:ボックスカバー   300:発光部側パージ部   301:パージ部本体   302:流入口   303:流出口   400:受光部側パージ部   401:パージ部本体   402:流入口   403:流出口   501a,501b:壁   502a,502b:相フランジ   600:検出光   700:発光部・受光部線   800:受光部・制御部線   900:制御部

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります