特許 7362912 一酸化炭素及びメタンのデュアル測定による燃焼分析器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-06

(45)【発行日】2023-10-17

(54)【発明の名称】一酸化炭素及びメタンのデュアル測定による燃焼分析器

(51)【国際特許分類】

   G01N 25/46 20060101AFI20231010BHJP

   F23N 5/00 20060101ALI20231010BHJP

   F23N 5/24 20060101ALI20231010BHJP

   G01N 27/409 20060101ALI20231010BHJP

【ＦＩ】

G01N25/46

F23N5/00 J

F23N5/24 106Z

G01N27/409 100

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022519986

(86)(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-30

(86)【国際出願番号】 US2020052189

(87)【国際公開番号】W WO2021067093

(87)【国際公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-04-14

(31)【優先権主張番号】16/587,805

(32)【優先日】2019-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】597115727

【氏名又は名称】ローズマウント インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】弁理士法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】シュク，パベル

(72)【発明者】

【氏名】マクガイア，チャド・エム

【審査官】北条 弥作子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００２８３６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５０４７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５１９５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０１９６２０８８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５１９５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１４７０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２６２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１４１８６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２５／００～２５／７２

Ｆ２３Ｎ １／０２～ １／０６

Ｆ２３Ｎ ３／００～ ５／００

Ｆ２３Ｎ ５／１８

Ｆ２３Ｎ ５／２４

Ｇ０１Ｎ ２７／００～２７／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼プロセス中の酸素を検出し、酸素濃度を示す第１のセンサ信号を生成するように構成された酸素センサと、
６００℃の温度で動作してメタン濃度を示す第２のセンサ信号を提供し、３００℃で動作して一酸化炭素濃度を示す第３のセンサ信号を選択的に提供するように構成された一酸化炭素－メタンデュアルセンサと、を備えた燃焼分析器であって、
前記第１のセンサ信号に基づいて、前記酸素濃度を決定し、前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサ信号及び前記酸素濃度に基づいて、一酸化炭素濃度出力及びメタン濃度出力を生成するように構成され、
制御部が、前記センサ信号に基づいて制御信号を生成し、及び
前記制御信号は、前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサを３００℃にし、前記酸素濃度が所定の閾値未満であるときに一酸化炭素較正アルゴリズムを適用するように構成され、前記一酸化炭素較正アルゴリズムは、前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサの温度を変化させることを含む、燃焼分析器。

【請求項2】

前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサが、熱量測定触媒式の一酸化炭素センサを含む請求項１に記載の燃焼分析器。

【請求項3】

前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサが、起動時に６００℃で動作する請求項１に記載の燃焼分析器。

【請求項4】

前記制御信号が、前記燃焼プロセスへの燃料又は空気の流れを調整するように構成される請求項１に記載の燃焼分析器。

【請求項5】

前記制御信号が、アラートを生成するように構成される請求項１に記載の燃焼分析器。

【請求項6】

前記閾値が、１０．０％～２０．０％の酸素濃度の範囲を含む請求項１に記載の燃焼分析器。

【請求項7】

一酸化炭素－メタンデュアルセンサを６００℃に加熱すること、
酸素センサを使用して燃焼プロセス中の酸素濃度を決定すること、
前記酸素濃度を所定の閾値と比較すること、
前記酸素濃度が前記閾値未満の場合、前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサが前記燃焼プロセス中の一酸化炭素を検出し、一酸化炭素の濃度を示すセンサ信号を生成するように構成された一酸化炭素較正アルゴリズムを適用すること、
前記酸素濃度が前記閾値以上の場合、前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサが前記燃焼プロセス中のメタンを検出し、メタンの濃度を示すセンサ信号を生成するように構成されたメタン較正アルゴリズムを適用すること、及び
前記センサ信号に基づいて制御信号を生成すること、
を含む燃焼プロセスの制御を改善する方法。

【請求項8】

前記閾値が、１０．０％の酸素濃度である請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記閾値が、２０．０％の酸素濃度である請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記制御信号が、アラートを作動させるように構成される請求項７に記載の方法。

【請求項11】

前記制御信号が、前記燃焼プロセスへの空気の流れを調整するように構成される請求項７に記載の方法。

【請求項12】

前記制御信号が、前記燃焼プロセスへの燃料の流れを調整するように構成される請求項７に記載の方法。

【請求項13】

燃焼プロセス中の酸素を検出し、酸素濃度を示す第１のセンサ信号を生成するように構成された酸素センサと、
６００℃の温度で作動してメタン濃度を示す第２のセンサ信号を提供し、３００℃で作動して一酸化炭素濃度を示す第３のセンサ信号を選択的に提供するように構成された一酸化炭素－メタンデュアルセンサと、を備えた燃焼分析器であって、
前記第１のセンサ信号に基づいて、前記酸素濃度を決定し、一酸化炭素－メタンデュアルセンサ信号及び前記酸素濃度に基づいて、一酸化炭素濃度出力及びメタン濃度出力を生成するように構成され、
制御部が、前記センサ信号に基づいて制御信号を生成し、及び
前記制御信号は、前記酸素濃度が所定の閾値以上であるときに、メタン較正アルゴリズムを適用するように構成され、前記メタン較正アルゴリズムは、前記一酸化炭素－メタンデュアルセンサの温度を変化させることを含む、燃焼分析器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

背景技術
プロセス産業は、１つ以上の燃焼プロセスを含むエネルギー源に依存することが多い。このような燃焼プロセスには、蒸気を発生させるため、又は原料液を加熱するための炉又はボイラーの運転が含まれる。燃焼は、比較的に低コストのエネルギーを提供するが、燃焼効率を最大化することが求められる。さらに、煙突から出る産業プロセスからの燃焼ガスは規制されることが多く、危険なガスの量は、最小限に抑えられなければならないことが多い。したがって、燃焼プロセス管理産業の１つの目標は、既存の炉及びボイラーの燃焼効率を最大化することであり、これにより、温室効果ガス及び他の規制ガスの生産を本質的に削減させる。燃焼効率は、このような燃焼プロセスから生じる排気又は燃焼ガス中の酸素の理想的なレベルを維持することによって最適化することができる。

【0002】

燃焼プロセスの監視、最適化及び制御には、一般的にin-situ（その場）又はin-process（プロセス中）の分析器が使用される。一般的には、これらの分析器は、比較的に高温に加熱され、炉又はボイラーの燃焼ゾーンの真上又は近くで作動するセンサを用いる。既知のプロセス燃焼分析器は、一般的には、燃焼ガス流に直接挿入されるプローブの端部に配置された酸化ジルコニウムセンサを用いる。排気ガス又は燃焼ガスは、センサに流入し、センサの近くで拡散する。センサは、ガス中に存在する酸素の量に関する電気信号を提供する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

燃焼プロセス中の酸素、一酸化炭素及びメタンの濃度を同時に検出するように構成された燃焼分析器を提供する。燃焼分析器は、燃焼プロセス中の酸素を検出し、燃焼プロセス中の酸素濃度を示す第１のセンサ信号を生成するように構成された酸素センサを含む。さらに、燃焼分析器は、約６００℃で動作し、メタン濃度を示す第２のセンサ信号を提供し、約３００℃で一酸化炭素濃度を示す第３のセンサ信号を選択的に提供するように構成された一酸化炭素－メタンデュアルセンサを含む。最後に、燃焼分析器は、センサ信号を受信し、酸素濃度を決定し、一酸化炭素－メタンデュアルセンサの信号及び酸素濃度に基づいて、一酸化炭素濃度出力及びメタン濃度出力を生成するように構成された制御部を含む。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1】本発明の実施形態が特に適用可能なin-situの燃焼分析器の概略図である。

【図2】本発明の実施形態が特に適用可能な燃焼分析器の概略斜視図である。

【図3】燃焼分析器の一例を示す概略ブロック図である。

【図4】一酸化炭素及びメタンデュアル熱量測定センサの感度に対する温度の影響のグラフ表示である。

【図5】燃焼分析器を使用したガス濃度測定のグラフ表示である。

【図6】燃焼分析器を使用したガス濃度測定のグラフ表示である。

【図7】燃焼分析器を使用したガス濃度測定のグラフ表示である。

【図8】本発明の一実施形態による燃焼分析器を使用したガス濃度測定のグラフ表示である。

【図9】本発明の一実施形態による燃焼分析器を使用したガス濃度測定のグラフ表示である。

【図10】本発明の一実施形態による燃焼分析器を使用したガス濃度測定のグラフ表示である。

【図11】本発明の実施形態による燃焼分析器のメタン測定を示すグラフ表示である。

【図12】本発明の実施形態による燃焼分析器のメタン測定を示すグラフ表示である。

【図13】燃焼プロセスの監視及び制御のための方法の一例を示すフローチャートである。

【図14】燃焼分析器の一例を示す簡略化されたブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

詳細な説明
ジルコニアベースの電気化学式酸素センサは、酸素を測定するための産業的用途に広く使用される。電気化学式酸素センサは、高温、例えば、約６００℃～８００℃で動作し、燃焼後に残留する過剰酸素を測定する。基準電極上に固定された分圧での酸素濃度差に対するセンサの応答は、例えば、空気を用いて、ネルンストの式（下記式１）を用いて計算することができる。

【数1】

ここで、Ｃは基準側／プロセス側の温度変化と酸素プローブ内の熱接合とに関する定数であり、Ｒは汎用ガス定数であり、Ｔはプロセス温度（Ｋ）であり、Ｆはファラデー定数である。

【0006】

電気化学ジルコニア酸素センサは堅牢で、燃焼環境で何年も動作することができる。完全燃焼では、酸素と燃料とが理想的な比率で結合し、主に二酸化炭素と水を生成し、二酸化硫黄や窒素酸化物のような燃料の不純物及び窒素の酸化に由来する微量の他のガスが含まれる。しかし、実際の燃焼においては、燃料と空気の均一性、燃料のエネルギー密度、燃料と空気の流量にばらつきがあるため、この論理空燃比（stoichiometric）の最高効率を達成することは非常に困難である。一般的な燃焼ガスの過剰酸素濃度は、ガスバーナーで約２％～３％、ボイラー及びオイルバーナーで約２％～６％である。最も効率的な燃焼は、一般的に酸素濃度０．７５％～２．０％の間で生じるが、燃焼プロセスにおいて酸素の検出及び制御だけで達成し維持することは非常に困難である。ボイラー又は燃焼器の壁の他の部分に漏れがあると、さらに酸素が侵入し、酸素濃度の測定が損なわれ、燃焼制御が混乱する。

【0007】

酸素測定だけでもある程度の燃焼制御が可能であるが、燃焼分析器で追加的に採用する一酸化炭素の同時計測により、燃焼効率と安定性とを向上させることができる。一酸化炭素は、炭化水素燃料の燃焼が十分な酸素と混合されていない場合、又は燃焼バーナーが故障又は誤作動している場合に、燃焼プロセスで生成される。したがって、一酸化炭素の濃度は、不完全燃焼又は燃料過多燃焼の指標として使用することができる。微量以上の一酸化炭素濃度の存在は、バーナーの故障を示す診断として使用することができる。一方、約１００ｐｐｍ～２００ｐｐｍ（百万分率）程度の微量に近い一酸化炭素濃度で、僅かに空気が過剰な状態での運転は、燃焼条件が最も効率の良い論理空燃比点（stoichiometric point）であることを示すであろう。

【0008】

燃焼開始時、又はバーナーの故障時や噴出時には、燃焼プロセスに設置された通常の火炎センサの応答時間よりも速く、燃焼器に爆発性混合物で満たされる可能性がある。これは潜在的に爆発の結果を招き、怪我、生命の喪失、資本や営業収益の損失を引き起こす可能性がある。不完全なガス混合と燃焼ガスの層状化は、始動時に危険な状態を引き起こす可能性がある。燃焼過程におけるメタンの存在と濃度は、危険な状態が存在し得ることを示す診断として使用することができる。特に、メタン濃度が高いままである場合、点火が行われなかったことを示す。この状態を検出して回避するには、メタンセンサが必要となる。

【0009】

酸素及び一酸化炭素に加えてメタンを測定することができる燃焼分析器は、燃焼プロセスの制御及び診断のための追加の安全機能を提供する。電気化学的ジルコニア技術に基づく酸素センサを備えた利用可能な燃焼分析器は、ネルンストの式 （上記式１） に従って、センサ出力が酸素濃度に対数的に依存し、燃焼プロセス中の残留過剰酸素を測定する。理論空燃比点付近の燃焼過程で生成される一酸化炭素は、燃焼分析器に使用される触媒式の熱量測定一酸化炭素センサによって定性的に測定され、燃焼プロセス中の一酸化炭素のブレークスルーを示すことになる。既知の燃焼分析器は、メタンに対して感度がないか（例えば、熱量測定センサ）、又は一酸化炭素及びメタンに対して等しい感度があり、困難で厳しい燃焼環境において高い信頼性がない（例えば、混合電位センサ）。

【0010】

酸素、一酸化炭素及びメタンを同時に測定することができる燃焼分析器が必要である。このような燃焼分析器が本明細書において提供される。一例では、最適化された熱量測定触媒センサが、酸素測定を提供する酸素センサによって分離された一酸化炭素及びメタンの同時測定を提供する燃焼分析器に採用される。

【0011】

燃焼ガス中の酸素濃度１．０％～６．０％での燃焼プロセス規制では、一酸化炭素が最初にブレークスルーして不完全燃焼となる。メタン又は炭化水素は、点火前の約２０．０％の酸素濃度を有する燃料－空気混合物においてのみ存在する。換言すれば、メタンの存在は、燃料／空気の組み合わせが点火されていないことを示し、したがって、燃焼プロセスにおいて爆発性ガスが蓄積される危険性を示す。

【0012】

一例では、最適化された熱量測定触媒センサ（上述）は、ｐｐｍの一酸化炭素濃度と、パーセントのメタン濃度とに感度があり、約１０００ｐｐｍの一酸化炭素（０ｐｐｍ以上～１０００ｐｐｍ未満の一酸化炭素の範囲）及び約５．０％のメタン（０％以上～５．０％以下のメタンの範囲）で較正される。別の例では、ソフトウェアで実行される較正アルゴリズムを使用して、１０．０％未満の酸素濃度（０％以上～１０．０％未満の酸素濃度の範囲）の燃焼制御モードにおける一酸化炭素濃度、及び約２０．０％の酸素濃度（１０．０％以上～２０．０％未満の酸素濃度の範囲）のメタン濃度を計算し、表示することができる。

【0013】

図１は、本発明の実施形態が特に適用可能なin-situプロセス燃焼分析器の概略図である。燃焼分析器１０は、市販の燃焼分析器、例えば、ミネソタ州シャコーピーのローズマウント社（エマソン社）から入手可能なモデルＯＣＸ８８００燃焼分析器を用いて実施することが可能である。分析器１０は、設備６の構成要素と通信するように構成された通信モジュール８（例えば、送信器）を含むことができる。一例では、送信器８は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルを介して無線で通信する。別の例では、通信モジュール８は、有線ループ（図示せず）を介して通信する。別の例では、通信モジュール８は、フィールドコミュニケータ、パーソナルコンピュータ、コントロールセンター、ハンドヘルドデバイス、又は種々のユーザインターフェースなどのリモートデバイス（図１には示されていない）と通信するが、これらに限定されない。別の例では、通信モジュールは、４－２０ｍＡ ＨＡＲＴ通信プロトコル、又はＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスデジタル通信プロトコルに従って通信する。一例では、分析器１０は、最大１４２７℃までのプロセス温度範囲を有する。

【0014】

分析器１０は、一例では、煙突又は煙道１４内に実質的に配置され、バーナー１６で発生する燃焼プロセスに関連する酸素、一酸化炭素及び／又はメタン濃度を測定するサンプリング管１２を含む。一例では、分析器１０は、煙道又は煙突に動作可能に結合されたダクトに取り付けられる。一例では、バーナー１６は、空気源又は酸素源１８及び燃焼燃料源２０に動作可能に結合される。各供給源１８及び２０は、燃焼プロセスを制御するためにバーナー１６に制御可能に結合することができる。分析器１０は、燃焼プロセス中の酸素、一酸化炭素及び／又はメタンの量を測定し、酸素、一酸化炭素及び／又はメタン濃度の指標を燃焼制御部２２に提供する。１つ以上のマイクロプロセッサを含むことができる制御部２２は、閉ループ燃焼制御を提供するために弁２４及び２６の一方又は両方を制御する。一例では、制御部２２は、燃焼プロセス中の酸素、一酸化炭素及び／又はメタンの過不足の指標が、燃焼室に供給される酸素又は燃料の量の変化をもたらすように、自動的に動作する。別の例では、制御部２２は、測定された濃度の指標を様々なユーザインターフェースに提供する。別の例では、制御部２２は、燃焼プロセス （又は設備６） の状態の指標を提供するアラーム又はアラートを起動するか、又はアクションが取られるべきであるという指標を提供する。

【0015】

設備６はまた、分析器１０に動作可能に接続されたガスアセンブリ２８を含むことができる。一例では、ガスアセンブリ２８は、較正動作中に較正ガス（例えば、既知の濃度を有するガス）を分析器１０に供給する。一例では、ガスアセンブリ２８は、３つの較正（又はテスト）ガスを分析器１０供給することができる。一例では、３つのガスは、低酸素テストガス、高酸素テストガス及び一酸化炭素テストガスである。別の例では、ガスアセンブリ２８は、メタンテストガスを分析器１０に供給することができる。別の例では、ガスアセンブリ２８は、分析器１０に空気を供給するように構成された空気源、例えば、基準空気（例えば、較正及び測定の目的で）又は機器空気（例えば、エダクタ用空気及び／又は希釈空気）を含むことができる。ガスアセンブリ２８は、分析器１０にテストガス及び空気の流れを供給し制御するように構成された多数のソレノイド及び流量計を含むことができる。

【0016】

図２は、本発明の実施形態が特に適用可能な燃焼分析器の一例を示す斜視図である。分析器１００は、本明細書ではハウジング１０２と総称される電子機器ハウジング１０２－１及びセンサハウジング１０２－２と、サンプリング管１０４と、保護カバー１１６を備えた電子機器１０６とを含む。サンプリング管１０４は、開口１１０が配置された遠位端１０８を有する。サンプリング管は、例えば、金属合金（例えば、ニッケルクロム合金及び／又はインコネル６００）、鋼（例えば、３１６ステンレス鋼）、セラミック、及び高温プロセス環境に適した様々な他の材料から構成されてもよいが、これらに限定されるものではない。開口部１１０は、燃焼ガスがサンプリング管１０４を通って、酸素、一酸化炭素及び／又はメタンの濃度測定が行われるセンサ１１２に向かうことを可能とする。

【0017】

ハウジング１０２は、電子機器１０６を収容する大きさのチャンバ１１４を有する。ハウジング１０２は、センサ１１２を収容する大きさのチャンバ１１５を有する。さらに、ハウジング１０２は、密閉シールを形成するためにカバー１１６の雄ねじ１３１を受け入れて嵌合するように適合された雌ねじ１３０を含むことができる。他の例では、カバー１１６は、他の締結具（ボルト等）を介して、又は様々な他の結合技術、例えば、溶接を介してハウジング１０２に結合されることができる。さらに、ハウジング１０２は、電子機器１０６とチャンバ１１５内に配置された測定セル又はセンサ１１２との間の電気的相互接続を可能にする開口部１３２（例えば、ボア）をその中に含むことができる。

【0018】

センサ１１２は、一例では、酸素センサと、酸素、一酸化炭素及び／又はメタンを感知して測定値を提供するように構成された一酸化炭素－メタンデュアルセンサとを含む。一例では、センサ１１２は、酸素、一酸化炭素及び／又はメタンを同時に検知及び／又は測定するように構成される。別の例では、センサ１１２は、ジルコニア固体電解質に基づく電気化学的酸素センサと、一酸化炭素及び／又はメタンを測定するように構成された一酸化炭素－メタンデュアル熱量測定触媒センサとを含む。幾つかの例において、熱量測定触媒センサで使用される触媒は、貴金属、例えば、白金又は金属酸化物、例えば、ホプカライト、又は燃焼プロセス中のガスの検出及び測定に適した任意の他の触媒を含むことができる。別の例では、センサ１１２は、１つ以上の抵抗温度検出器を含むことができる。別の例では、センサ１１２は、一酸化炭素－メタンデュアルセンサ及び／又は酸素センサの動作温度を監視するように構成された１つ以上の温度検出器を含むことができる。

【0019】

この実施形態では、サンプリング管１０４は、煙道１４などの煙道内に延びるように構成される。プローブ１０４は、フランジ１２０に隣接する近位端１１８を含む。フランジ１２０は、送信器１００を煙道の側壁に取り付けるか、又は別の方法で固定するために使用される。そのように取り付けられると、分析器１００は、フランジ１２０の煙道壁への結合によって完全に支持することができる。

【0020】

電子機器１０６は、ヒータ制御及び信号調整を提供し、その結果、燃焼ガス酸素濃度を表すｍＡ信号が得られる。好ましくは、電子機器１０６は、プログラム的なステップを実行することができる制御部／マイクロプロセッサも含む。電子機器１０６はまた、測定回路（例えば、測定セル）、通信回路（例えば、送信器）、電源、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、温度センサ、及び任意の他の適切な電気的構成要素を含むが、これらに限定されない様々な他の構成要素を含むことができる。電子機器１０６はまた、情報（例えば、ガス濃度測定）を表示し、オペレータとのインタラクションを可能にするように構成されたローカルオペレータインタフェース１３４を含むことができる。インターフェース１３４は、いくつかのインタラクション機能、例えば、ロックアウト機能、タッチスクリーン、状態インジケータ、選択キー（例えば、メニューとのインタラクションのために）、及び他の任意の適切な機能を含むことができる。

【0021】

一例では、燃焼分析器１００は、例えば、ミネソタ州シャコーピーのローズマウント社 （エマソン社） から入手可能なモデルＯＣＸ８８００燃焼分析器などの市販の燃焼分析器を用いて実施することができる。ＯＣＸ８８００燃焼分析器は、抽出型分析器であり、in-situ酸素プローブと同様に燃焼器ダクトの壁面に設置される。分析器は、圧縮空気のエダクタを駆動し、ベンチュリ効果によってプロセス流体（例えば、燃焼ガス）を吸引する。燃焼ガスは、外部及び内部フィルターを備えたサンプリング管から吸引され、酸素センサ及び一酸化炭素－メタンデュアルセンサに送られ、これによって、対象ガスの濃度を測定することができる。

【0022】

図３は、燃焼分析器の一例を示す概略ブロック図である。燃焼分析器１５０は、センサハウジング１５１を含む。センサハウジング１５１内には、酸素センサ及び一酸化炭素－メタンデュアルセンサとして示されるセンサ１５２がある。センサ１５２は、本明細書に記載されているものと同様である（例えば、１１２）。センサハウジング１５１内には、エダクタ１８２もある。分析器１５０は、さらに電子機器ハウジング１５６を含む。電子機器ハウジング１５６内には、マイクロプロセッサからなることができる制御部１５８と、測定回路（例えば、測定セル）及び／又は通信回路（例えば、送信器）からなることができる回路１６０と、電源１６２とがある。また、電子機器ハウジング１５６内には、テストガスソレノイド１６４及び空気供給ソレノイド１６６がある。

【0023】

分析器１５０は、さらにガスアセンブリ１６８を含む。ガスアセンブリ１６８は、低酸素テストガス源１７０と、高酸素テストガス源１７２と、一酸化炭素テストガス源１７４と、空気供給源１７６とを含む。これらの供給源は、測定、較正及び他の機能のためにガスの流れを分析器１５０に提供するように構成される。他の例では、分析器１５０は、追加のテストガス源を含むことができ、及び／又は、上記のガス源の組み合わせは、較正及び他の機能のために、分析器１５０の構成要素（例えば、センサ１５２）にメタンの流れを提供するように構成されたメタンテストガス源を含む、他のテストガスの流れを提供するように構成することができる。分析器１５０は、さらに空気供給流量計１７８及びテストガス流量計１８０を含む。これらの流量計は、分析器１５０の構成要素への空気及びテストガスの流れを監視及び制御するように構成される。分析器１５０はまた、ガス濃度測定が分析器１５０によって行われるように、燃焼ガスがセンサ１５２に流れるように構成された（例えば、遠位端に配置された開口部を介して）サンプリング管１５４を含む。

【0024】

分析器１５０は、サンプリング管１５４がプロセス流に曝されるように、ダクト又は煙道／煙突の壁に取り付けられる。コンプレッサを介して空気動力が供給され、空気供給源１７６を介して空気が供給されるエダクタ１８２は、サンプルがセンサ１５２を通過するセンサハウジングの前で、プロセス排気ガスのサンプルを、プローブを通じてチャンバに連続的に引き込む。次に、サンプルは、エダクタ１８２を通して引き込まれ、エダクタ空気と混合され、排気を通じて出てプロセスに戻る。制御部１５８及び回路１６０は、センサ１５２から生成されたセンサ信号を受信し、分析し、サンプル内のガスの濃度を示すデジタル出力信号に変換する。制御部１５８は、例えば、センサ１５２によって検出されたガスの濃度に基づいて、較正動作を開始し、停止動作を開始し、燃焼プロセスへの空気及びガスの流れを調整し、アラート／アラームを発生し、測定された濃度を示す表面表示を生成し、及び様々な他の動作を行うことができる。テストガス１７０、１７２及び１７４は、制御部１５８からの制御信号に基づいて、ソレノイド１６４によってオン及びオフすることができる。センサ１５２へのテストガスの流れは、テストガス流量計１８０によって調整される。一例では、流量計１８０は、ハウジング１５１と１５６との間に配置される。空気供給源１７６は、制御部１５８からの制御信号に基づいて、空気供給ソレノイド１６６によってオン及びオフすることができる。一例では、空気供給源１７６は、センサ１５２が所望の動作温度（例えば、ヒータによって所望の温度に加熱される）になるまでオンにされない。これにより、結露の原因となる冷たいセンサに引き込まれる、サンプリングされたプロセス燃焼ガスの量を最小限に抑えられる。空気供給源１７６は、エデュケータ空気と、基準空気と、希釈空気とに分離される。希釈空気は、プロセス中の酸素濃度に関係なく、あらゆる可燃性ガスを完全に酸化させるのに十分な酸素があることを保証するために、センサ１５２に供給される。

【0025】

燃焼分析器１０、１００及び１５０は、酸素、一酸化炭素及び／又はメタンを同時に測定する。熱量測定触媒式の一酸化炭素センサ（例えば、センサ１１２）におけるメタンの低い燃焼速度は、センサをより高温で動作させることにより向上させることができる。燃焼分析器に採用される標準的な熱量測定触媒式の一酸化炭素センサは、通常３００℃で作動する。この温度は、メタンに対して交差感度を持たず、一酸化炭素の感度に最適化されており、一酸化炭素の信頼性と再現性のある測定を実現するが、メタンの測定を行うことはできない。一例では、燃焼分析器（例えば、１０、１００及び／又は１５０）は、制御部（後述）を介して、一酸化炭素－メタンデュアルセンサ（例えば、センサ１１２）の温度を上昇させる。一例では、温度は４００℃まで上昇される。別の例では、温度は６００℃まで上昇される。別の例では、温度は４００℃～６００℃の範囲内にある温度まで上昇される。別の例では、酸素センサは、７００°Ｆの温度で動作する。別の例では、酸素センサは、７００°Ｆを超える温度で動作する。

【0026】

センサの温度を上げると、触媒表面で部分的にメタンが酸化され、一酸化炭素とメタンとの両方を同時に測定することができる。一般に、反応（例えば、触媒表面のメタン／一酸化炭素の酸化）における放出熱は、燃焼分析器の電子機器に採用される抵抗温度検出器（ＲＴＤ）によって測定される。

【0027】

デュアルセンサの温度を上げると、メタン濃度の測定が可能となる一方で、一酸化炭素に対する燃焼分析器の感度が若干低下する。これは、触媒表面の外側（例えば、ステンレス製のセンサブロック上）で一酸化炭素が高温で燃焼し続け、放射による熱損失が原因で起こる。

【0028】

燃焼分析器１０、１００及び１５０は全て、それらの様々なセンサの動作温度の調整及び制御（例えば、センサブロックの加熱又は熱の低減）を提供し、及び／又は他の方法で支援するように構成された１つ以上のヒータ及び／又は他の熱供給構成要素も含むことができる。一例では、ヒータ及び／又は他の熱供給構成要素は、例えば、制御信号に基づいて、センサの動作温度を調節することができる。一例では、燃焼分析器１０、１００及び１５０は、配線、熱スイッチ、ヒータロッド、絶縁体、ヒータクランプ、熱電対、及び任意の他の適切な構成要素及び／又は装置を含むが、これらに限定されないヒータストラットアセンブリを含むことができる。別の例では、分析器１０、１００及び１５０は、バンドヒータを含むことができる。別の例では、分析器１０、１００及び１５０は、セラミックファイバーヒータを含むことができる。別の例では、分析器１０、１００及び１５０は、分析器１０、１００及び１５０の様々なセンサ及び／又は他の装置及び／又は構成要素の動作温度を維持及び調整するのに適した任意の他の適切な装置及び／又は構成要素を含むことができる。

【0029】

図４は、一酸化炭素及びメタンデュアル熱量測定センサの感度に対する温度の影響を示すグラフである。一般に、図４は、デュアルセンサの温度が上昇するにつれて、一酸化炭素に対する感度が低下し、メタンに対する感度が上昇することを示す。図から理解されるように、３００℃では、デュアルセンサは、一酸化炭素の検出に最適化されており、感度 （オームで測定） の読み取り値は、実際の一酸化炭素の濃度をほぼ表している。温度が４００℃に上昇すると、デュアルセンサは、メタンに対してかなり敏感になるが、一酸化炭素に対する感度は低くなる。図４に示すように、デュアルセンサの温度が６００℃に向かって上昇し続けると、メタンに対する感度が増加し、より選択的にメタンの割合（例えば、図４に示すように１．０％、０．５％、０．２５％、０．１％）を検出することが可能になる。一酸化炭素に対する感度は低下し続けているが、メタンに対する感度が最適化される６００℃でも、一酸化炭素の読み取り可能な測定値が利用可能である。

【0030】

しかし、燃焼分析器は、一酸化炭素を確実に再現性よく測定することができ、いかなる誤差も、後述する較正方法によって説明することができる。

【0031】

図５～図７は、燃焼分析器を使用したガス濃度測定をグラフ化したものである。図５は、従来技術による燃焼分析器の一酸化炭素測定を示す。具体的には、図５は、３００℃で作動する触媒一酸化炭素センサの応答を示し、具体的には、０～１０００ｐｐｍの一酸化炭素の範囲に対する触媒一酸化炭素センサのステップ応答を示す。前述したように、３００℃で動作する標準的な熱量測定触媒式の一酸化炭素センサは、一酸化炭素の信頼性の高い測定値を生成する。図５から理解されるように、センサの応答性は、約１００％ （プラス又はマイナス１０ｐｐｍ） である。換言すると、プロセス環境が特定のｐｐｍ （例えば、１００ｐｐｍ）の一酸化炭素濃度を含む場合、センサは、実際の濃度 （プラス又はマイナス１０ｐｐｍ） に対応する読み取り値を生成していることになる。しかし、この動作温度では、センサは、メタンの存在を検出することも、メタンの濃度を測定することもできない。

【0032】

図６は、燃焼分析器の一酸化炭素測定を示す。具体的には、図６は、４００℃に加熱された触媒一酸化炭素センサが３００℃で較正された場合に、センサの感度に何が起こるかを示す。上述のように、センサの温度を上昇させることによって、メタンの検出及び測定が可能になる。しかし、温度が上昇すると、一酸化炭素に対する感度が低下する。このことから理解されるように、センサの読み取り値は、実際の一酸化炭素の値の約７３％である。例えば、一酸化炭素の濃度が１０００ｐｐｍの場合、センサの読み取り値は、約７３０ｐｐｍである。感度の低下は望ましくないが、図７に示し、以下にさらに詳細に説明するように、較正動作によって補正することができる。

【0033】

図７は、本発明の一実施形態による燃焼分析器の一酸化炭素測定を示す。具体的には、図７は、４００℃に加熱して較正した触媒一酸化炭素センサのセンサ読み取り値を示す。図７から理解されるように、センサの読み取り値は、実際の一酸化炭素の濃度プラス又はマイナス１０ｐｐｍに対応しており、これらの読み取り値は、信頼性と再現性とがある。例えば、４００℃の較正の後、一酸化炭素の濃度が１０００ｐｐｍである場合、センサの読み値は、約１０００ｐｐｍに戻り、繰り返し且つ一貫してそのようになる。

【0034】

図８～図１０は、本発明の一実施形態による燃焼分析器を使用したガス濃度測定のグラフである。具体的には、図８～図１０は、一酸化炭素－メタンデュアル熱量測定センサの読み取り値を示す。前述のように、センサを４００℃に加熱して較正することにより、センサは、メタンの存在を検出し、メタンの濃度を測定することができる。図８～図１０から理解されるように、センサの応答は、信頼性が高く、再現性がある。

【0035】

図８は、本発明の実施形態による燃焼分析器のメタン測定を示す。具体的には、図８は、４００℃に加熱して較正した一酸化炭素－メタンデュアル熱量測定センサのメタン濃度測定を示す。図８から理解されるように、センサの応答は、ｐｐｍの一酸化炭素で表される０％から最大５．０％のメタン濃度に及ぶ。センサの応答はまた、良好な直線性（図８の右上のグラフ）を示し、したがって、２点較正のみを必要とし、約５．０％のスパンであり、信頼性の高い約プラス又はマイナス０．２％～０．３％のメタン検出オプションが得られる。２点較正は、センサの出力が適度に線形であることが分かっている場合（すなわち、ｘ軸の値の変化がｙ軸の値の変化に比例する場合、及び／又は出力が入力に正比例する場合）に可能である。線形性により、複雑なカーブフィッティング（例えば、回帰分析）を行う必要がなく、２つの基準点のみで直線を描くことができる。２点較正は、基本的に出力を再スケーリングし、傾きとオフセットとの両方の誤差を補正することができる。２点較正の式の一例は、下記式２のとおりである。

【数2】

【0036】

図９は、本発明の実施形態による燃焼分析器のメタン測定を示す。具体的には、図９は、一酸化炭素－メタンデュアル熱量測定センサの応答を示す。図９から理解されるように、センサは、４００℃の温度で、９０％の応答に対して３０秒の範囲内の応答時間で、触媒表面のメタン酸化が検出可能であり、安全な燃焼制御のための確実で効率的なメタン検出を可能とする。

【0037】

図１０は、本発明の実施形態による燃焼分析器のメタン測定を示す。具体的には、図１０は、４００℃に加熱された一酸化炭素－メタンデュアル熱量測定センサの応答の再現性を示す。図１０から理解されるように、センサの読み取り値は、メタンの実際の濃度、例えば、５．０％プラス又はマイナス０．１％に対応し、時間の経過とともに０％～５．０％のメタンの範囲に曝され、信頼性が高く再現性がある。

【0038】

図１１は、本発明の実施形態による燃焼分析器のメタン測定を示すグラフである。図１１から理解されるように、一酸化炭素－メタンデュアルセンサからのメタンに関する測定値は、デュアルセンサが６００℃に加熱された場合、線形である。メタン濃度が増加すると、読み取り値 （オーム） は比例して増加する。線形性は、センサの２点較正を可能にする。

【0039】

図１２は、本発明の実施形態による燃焼分析器のメタン測定を示すグラフである。図１２から理解されるように、種々のメタン濃度での一連の試験にわたって６００℃に加熱された一酸化炭素－メタンデュアルセンサを使用すると、デュアルセンサの測定は、良好な再現性を有し、再現性がある。

【0040】

燃焼中には、２つの主要な動作シナリオがある。第１に、始動時に燃料に点火する場合である。オペレータは、論理空燃比点に向かって酸素レベルを下げ、一酸化炭素を測定して制御することにより、安全性を確保し、効率（空気と燃料との効率的な混合）を向上させる。第２の動作シナリオは、始動時に点火せず、酸素レベルが高いままである場合である。メタンが測定され、レベルが高いままであれば、点火されなかったことを示す。メタンの存在を検出するために、燃焼分析器の電子回路（例えば、プロセッサ／制御部）において、較正アルゴリズム（図５～図１２に示され、以下に説明される）が採用され、これによって、センサを４００℃に加熱し、センサを較正して読み取り値を補正するか、又はセンサが既に４００℃である場合は、読み取り値を補正してメタンの濃度を測定する。一例では、燃焼分析器のメタンセンサは、メタンが存在することを検出し、制御部（後述）は、アラート又はアラームを作動させてオペレータに通知することができ、これによって、メタンの存在及び点火されなかった可能性についてオペレータに警告する。

【0041】

燃焼分析器は、例えば１０００ｐｐｍの一酸化炭素と、例えば５．０％のメタンとで較正される（図５～図１０に示すように）。この較正は、較正ガスアセンブリ（例えば、２８）を使用して行うことができ、これにより、較正ガス （既知の濃度を有する） を燃焼分析器に曝すことができる。燃焼分析器は、較正ガスの存在を検出し、これらのガスの濃度を示す信号を生成する。分析器によって検出された濃度のいかなる誤差も、例えば、２点較正法（ここで、基準測定は、例えば、既知の正確な応答を有する基準センサと共に使用することができる） を用いて補正することができ、特に、誤差が再現可能で信頼することができ、センサの応答が良好な線形性（図５～図１２に示すように）を示す場合に補正することが可能である。この較正動作により、信頼性の高いｐｐｍの一酸化炭素の範囲、及びメタンのパーセンテージの検出が可能になる。

【0042】

一例では、その後、センサは４００℃の高温で動作される。別の例では、センサは６００℃の高温で動作され、別の例では、センサは４００℃～６００℃の範囲の温度で動作される。燃焼分析器が１０．０％未満の酸素測定値を検出した場合、一酸化炭素較正アルゴリズムが使用され、一酸化炭素のパーセンテージが検出される。燃焼分析器が２０．０％を超える酸素測定値を検出した場合、メタンのパーセンテージを検出するためにメタン較正アルゴリズムが使用される。ある例では、燃焼分析器は、１．０％を超えるメタン濃度の検出時にアラート又はアラームを送信する。その後、オペレータは、燃料の流れを止め、危険な点火や爆発のシナリオを回避する。ある例では、１．０％を超える濃度のメタンが検出されると、燃焼分析器は、例えば、燃料又は空気の流れを遮断する制御信号を送ることによって、燃料の流れを自動的に停止する（例えば、図１に記載されているように）。他の例では、濃度閾値は、上述したものとは異なることができる。別の例では、濃度閾値は、ユーザが選択可能である。

【0043】

図１３は、燃焼プロセスの監視及び制御のための方法の一例を示すフローチャートである。方法２００は、ブロック２０５で開始し、本明細書で説明する燃焼分析器（例えば、１０及び１００）のような、酸素、一酸化炭素及びメタンの濃度を同時に測定することができる燃焼分析器が燃焼プロセス流に配置され、一酸化炭素－メタンデュアル熱量測定センサが、任意に上昇された温度に設定される。一例では、上昇された温度は４００℃である。別の例では、上昇された温度は６００℃である。別の例では、上昇された温度は４００℃～６００℃の範囲内にある。このプロセスの開始時にデュアル温度センサの温度を上昇させる必要はない。一例では、温度は、さらに後述するように、ある閾値以上の酸素濃度が検出された場合にのみ上昇される。一例では、プロセスの開始時に温度が３００℃のままであり、分析器は、一酸化炭素検出用に最適化される。

【0044】

方法２００は、ブロック２１０に進み、燃焼プロセスが開始され、点火シーケンスが開始される。

【0045】

方法２００は、ブロック２１５に進み、燃焼分析器が、燃焼プロセス中の酸素濃度を測定する。ブロック２１０における酸素濃度の検出は、例えば、燃焼流中の酸素の存在を検知してセンサ信号（例えば、ミリボルト信号）を生成する、燃焼分析器の構成要素内に電気的に結合された酸素センサによって行うことができる。次いで、センサ信号は、センサに電気的に結合された測定回路に供給され、ここで、センサ信号の１つ以上の特性が測定され（例えば、センサ信号の電気的特性の変化）、次いで、酸素の濃度を示すデータが制御部（例えば、マイクロプロセッサ）に提供される。

【0046】

方法２００は、ブロック２２０に進み、燃焼分析器が、酸素濃度がある閾値以上であるか否かを決定する。一例では、閾値は２０．０％の酸素である。別の例では、閾値は２０．９％の酸素である。ブロック２２０における酸素濃度が閾値以上の場合、方法２００は、ブロック２２５に進み、燃焼分析器は燃焼が開始されていない（すなわち、点火が起こらなかった）と決定する。上述したように、点火の失敗は、爆発性／可燃性混合物（例えば、空気及び燃料）の蓄積を引き起こし、危険な状況をもたらす可能性がある。

【0047】

この危険な状況を防止するために、方法２００は、ブロック２３０に進み、燃焼分析器が、燃焼プロセス流中のメタン濃度を検出する。メタンの検出は、一例では、図８～図１２に記載されたメタン較正アルゴリズムを適用することによって行われる。オプションとして、ブロック２３０で、一酸化炭素－メタンデュアルセンサを高温に加熱する（ブロック２０５で以前に行われていない場合）。上昇した温度は、例えば、４００℃、６００℃、又は４００℃～６００℃の範囲内とすることができる。方法２００は、ブロック２３５に進み、燃焼分析器が、メタン濃度が閾値を超えているか否かを決定する。一例では、閾値は１．０％のメタン濃度である。別の例では、閾値は５．０％のメタン濃度である。別の例では、閾値は１．０％～５．０％のメタン濃度の範囲内である。

【0048】

ブロック２３５において、メタン濃度が閾値を超えると判定された場合、方法２００は、ブロック２４０に進み、燃焼分析器が信号を送信する。一例では、信号は、燃料及び空気の流れを停止し（例えば、弁２４及び２６を閉じることによって）、及び／又は設備を停止することによって、燃焼プロセスを自動的に停止し、点火を防止するように構成された制御信号２４１である。別の例では、燃焼分析器は、燃焼プロセスが停止されるべきであること、及び危険な状況が存在することを視覚的又は聴覚的に示すアラート及び／又はアラーム信号２４２を送信する。一例では、アラート／アラームは、燃焼分析器に電気的又は通信的に結合された光などの視覚的なアラート／アラームとすることができるが、これらに限定されない。別の例では、アラート／アラームは、燃焼分析器に電気的又は通信的に結合されたノイズ（例えば、クラクション又はサイレン）を発する装置のような可聴アラート／アラームとすることができるが、これらに限定されない。この信号は、ユーザインターフェース上に指標を表示するように構成された表示信号２４３とすることができる。ユーザインターフェースは、分析器又は設備に結合されたローカルインターフェース、ハンドヘルドデバイス、又は制御室内のコンピュータのようなリモートデバイスであってもよい。この信号は、燃焼設備の状態を示すように構成された任意の他の種類の信号２４４とすることができ、例えば、テキストメッセージアラート、電子メール、電話、又は任意の他の適切な技術であるが、これらに限定されない。方法２００は、ブロック２７５で終了し、燃焼プロセスが停止され、燃焼プロセス流におけるガス／燃料の安全な濃度が検出されるまで再点火が行われない。

【0049】

ブロック２３５において、メタン濃度が閾値を超えていないと判定された場合、方法２００は、ブロック２４５に進み、燃焼分析器がメタン濃度の検出を継続する。

【0050】

ブロック２２０に戻り、酸素濃度が閾値を超えていないと判定された場合、方法２００は、ブロック２５０に進み、酸素濃度が閾値未満であるか否かが決定される。一例では、閾値は１０．０％の酸素濃度である。ブロック２５０において、酸素濃度が閾値未満であると決定された場合、方法２００は、ブロック２５５に進み、燃焼分析器が、燃焼が開始されたと決定する（例えば、点火が行われた）。方法２００は、ブロック２６０に進み、燃焼分析器が、燃焼プロセス流中の一酸化炭素の濃度を検出する。一例では、検出は、図５～図７に記載された一酸化炭素較正アルゴリズムを適用することによって行われる。任意に、ブロック２６０において、例えば、ブロック２０５で温度が上昇した場合、一酸化炭素－メタンデュアルセンサの温度が低下される。一例では、デュアルセンサの温度は３００℃に設定され、別の例では、デュアルセンサの温度は４００℃～６００℃の範囲内である。

【0051】

この方法は、ブロック２６５に進み、燃焼分析器が、一酸化炭素の濃度を維持するように燃焼プロセスを制御する。一例では、濃度は１００ｐｐｍである。別の例では、濃度は２００ｐｐｍである。別の例では、濃度は１００ｐｐｍ～２００ｐｐｍの間である。燃焼分析器は、燃焼プロセスが終了（例えば、シャットダウン）するまで、一酸化炭素の濃度を維持するように燃焼プロセスの制御を継続する。

【0052】

ブロック２２０に戻り、ブロック２５０において、燃焼分析器によって酸素濃度が閾値以上ではないと決定され、閾値未満ではないと決定された場合、方法は、ブロック２７０に進み、燃焼分析器が酸素濃度の検出を継続する。

【0053】

方法２００は、説明の便宜上、特定の順序で説明されているが、方法２００のステップが様々な順序で完了することができ、この例示による特定の順序が意図されていないことを、当業者が理解されるであろうことに留意されたい。

【0054】

図１４は、燃焼分析器の一例を示す簡略化されたブロック図である。燃焼分析器３００は、電源３０２、制御部３０４、測定回路３０６、センサ３０８、通信回路３１０、及びその他３１２を含む。電源３０２は、燃焼分析器及びその構成要素 （矢印「全て」で示されるように） に電力を供給するように構成される。

【0055】

電源３０２は、交換可能なバッテリ又は充電可能なバッテリなどのローカル電源とすることができるが、これらに限定されるものではない。電源３０２は、外部電源、例えば、コンセントを介してプラグインされる（又は別の方法で接続される）電源コード（又は他の配線）を備える電気回路であってもよい。センサ３０８は、燃焼プロセス中のガスの存在を検出し、それらのガスの濃度を示す信号を生成するように構成されたセンサ、及び／又はセンサの温度（例えば、一酸化炭素－メタンデュアルセンサの動作温度）を監視するように構成された温度センサ（例えば、抵抗温度検出器）など、種々のセンサを含むことが可能である。センサ３０８は、酸素センサ及び一酸化炭素－メタンデュアルセンサ（上述のように、例えば、センサ１１２）を含むことができる。センサ３０８は、ジルコニア固体電解質に基づく電気化学酸素センサと、一酸化炭素及び／又はメタンを同時に測定するように構成された一酸化炭素－メタンデュアル熱量測定触媒センサと、を含むこともできる。

【0056】

センサ３０８からのセンサ信号は、測定回路３０６に送信され、センサ２０８によって検知された燃焼プロセス中に存在するガスの濃度が、信号に基づいて測定される。次いで、制御部３０４は、測定された濃度に基づいて、様々な制御信号を生成することができる。一例では、制御信号は、アラーム又はアラートを作動させるように構成することができる。別の例では、制御信号は、例えば、図１で上述したように弁を調整（例えば、開閉）することによって、燃焼プロセスへの空気及び燃料の流れを調整するように構成することができる。別の例では、制御信号は、燃焼プロセスを停止するように構成することができる。別の例では、制御信号は、センサ３０８の動作温度を調整（例えば、上昇又は低下）するように構成することができる。温度は、一例では、３００℃～６００℃の範囲内とすることができる。

【0057】

別の例では、制御信号は、通信回路３１０を介して、検出されたガス及び決定された濃度を表示するための出力を送信するように構成することができる。この出力は、照明、ディスプレイ画面、ハンドヘルドデバイス、又は遠隔インターフェース、例えば、制御室内のコンピュータを含む多数のユーザインターフェースに表示することができる。通信回路３１０は、例えば、無線ネットワーク又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルへの接続を介して、無線で通信するように構成することができる。通信回路３１０は、対応するユーザインターフェース又は他の視覚／可聴デバイス（例えば、点滅灯、ホーン又はサイレン）に接続された有線ループを介して通信するように構成することができる。通信回路３１０は、送信機を含むことができる。通信回路３１０は、燃焼分析器の構成要素が互いに通信できるように構成することができる。通信回路３１０は、外部通信が燃焼分析器の構成要素（例えば、オペレータ又は制御システム、例えば、制御室内のコンピュータからの通信）と通信できるように構成することができる。通信回路は、燃焼分析器の構成部品が、燃焼設備の他の構成部品（例えば、図１で述べたような弁）又は外部装置（例えば、ユーザインターフェース）と通信することが可能なように構成することができる。

【0058】

その他３１２は、燃焼プロセス中のガス濃度を感知、検出及び／又は測定するように構成された、燃焼分析器において有用なその他の任意の適切な装置又は構成要素を含むことができる。その他３１２は、例えば、センサ３０８の調整及び制御（例えば、センサブロックの加熱又は熱の低減）を提供する、及び／又は他の方法で支援するように構成された１つ以上のヒータ及び／又は他の熱供給構成要素を含むことができる。一例では、ヒータ及び／又は他の熱供給構成要素は、例えば、制御部３０４からの制御信号に基づいて、センサ３０８の動作温度を調整することができる。一例では、その他３１２は、配線、熱スイッチ、ヒータロッド、絶縁体、ヒータクランプ、熱電対、及び任意の他の適切な構成要素及び／又は装置を含むが、これらに限定されないヒータストラットアセンブリを含むことができる。別の例では、その他３１２は、バンドヒータを含むことができる。別の例では、その他３１２は、セラミックファイバーヒータを含むことができる。別の例では、その他３１２は、センサ３０８及び／又は分析器３００の他の要素の動作温度を維持及び調整するのに適した任意の他の適切な装置及び／又は構成要素を含むことができる。

【0059】

本発明について、好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細に変更を加えることができることを認識するであろう。例えば、システム及び装置の構成要素は、統合又は分離することができる。さらに、本明細書に開示されるシステム及び装置の動作は、より多くの、より少ない、又は他の構成要素によって行うことができ、記載される方法は、より多くの、より少ない、又は他のステップを含むことができる。さらに、ステップは、任意の適切な順序で実行することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】