气体浓度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术所涉及的气体浓度测量装置(1)中，发光部(3)以及受光部(4)夹着筒形的测量管路(2)而对置配置，来自发光部(3)的照射光从测量管路(2)内透射出来并由受光部(4)接收，由此对从测量管路(2)内通过的测量对象气体的浓度进行测定。将冲洗气体朝向发光部(3)以及受光部(4)的光学系统导入的冲洗气体导管(11、13)连结于测量管路(2)的侧壁。测量管路(2)具有：从气体供给口越趋向于下游侧也就越扩大的锥状的气体入口部(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体浓度测量装置
本专利技术涉及用于对在管路内流动的气体中的成分的浓度进行测量的气体浓度测量装置，特别是涉及基于照射光进行测量的气体浓度测量装置。
技术介绍
以往，为了对来自内燃机、焚烧炉等燃烧机构的废气、或者流向燃气发动机、燃料电池等燃气机构的燃料气体之中的各种气体成分进行测定，采用利用光的气体浓度测量装置。而且，作为基于照射光进行测量的气体浓度测量装置的测定方式，已知利用了干涉的红外光的强度分布的傅里叶变换红外分光方式(FTIR：Fouriertransforminfraredspectrometer)、或者利用了所照射的激光的光吸收的波长可变半导体激光吸收分光法(TDLAS：(tunablediodelaserabsorptionspectroscopy)等。使用TDLAS法的气体浓度测量装置是照射出与测量对象气体的吸收光谱一致的波长的激光，来对透射后的激光的衰减量进行测定，由此对测量对象气体的浓度进行测量(参照专利文献1)。基于TDLAS法进行测量的气体浓度测量装置是对测定用光学系统喷射出仪表空气、氮气等冲洗气体(purgegas)，由此防止光学系统结垢、结露。专利文献专利文献1：日本特许第5606056号公报
技术实现思路
在TDLAS法中，按照基于Lambert-Beer定律的以下(1)式，对测量对象气体的气体浓度进行测定。即，在基于TDLAS法而对气体浓度的测定过程中，作为参数而包括：能从测定对象透射的激光的光路长度(透射光路长度)。为了以高精度对气体浓度进行分析，最好使得从采样气体(区域)中透射的激光的光路长度不发生变动。因此，需要使测量对象气体所流动的测定宽度呈恒定。I1＝I0×exp(-ε×N×L)…(1)(I0：透射前的激光强度，I1：透射前的激光强度，ε：摩尔吸光系数，N：测定对象的摩尔浓度，L：透射光路长度)然而，以往，在中间隔着供测量对象气体流动的管路(测定单元)而分别设置有气体浓度测量装置的受光发光部的情况下，在管路中流动的采样气体向气体浓度测量装置侧进入。为了不使气体浓度测量装置的受光发光部的光学系统污损而设置了能将冲洗气体导入的导管，使冲洗气体流动而防止采样气体进入，但是，在冲洗气体流量出现不良的情况下，上述测定宽度(透射光路长度L)会变为不稳定的值，从而导致测定值的可靠性降低。本专利技术的目的在于，研究如上现状而提供一种实施了改善的气体浓度测量装置。本专利技术的气体浓度测量装置中，发光部以及受光部夹着筒形的测量管路而对置配置，来自所述发光部的照射光在所述测量管路内透射并由所述受光部接收，由此对从所述测量管路内通过的测量对象气体的浓度进行测定，将冲洗气体朝向所述发光部以及所述受光部中的光学系统导入的冲洗气体导管连结于所述测量管路的侧壁，且在相互对置的位置处被配置为与测量对象气体的流动方向正交，所述测量管路具有：从气体供给口越趋向于测量对象气体流动方向下游侧也就越扩大的锥状的气体入口部。在上述气体浓度测量装置中，所述测量管路也可以在所述测量部的下游侧设置有气体出口部，该气体出口部形成为：越趋向于测量对象气体流动方向下游侧端部的气体排出口也就越缩小的锥状。另外，在上述气体浓度测量装置中，所述排气流出口可以设置于主路径侧，所述排气流出口也可以设置于旁通路径侧。另外，在上述气体浓度测量装置中，可以基于成为长径部分的所述测量部的截面积相对于成为短径部分的气体流入口的截面积而言的比率、以及流入于所述测量管路的气体流速，来对朝向所述冲洗气体导管供给的冲洗气体的流量进行计算。另外，在上述气体浓度测量装置中，可以对流入于所述测量管路的气体的流速变化进行检测，并调整为与该流速变化相对应的冲洗气体流量。专利技术效果根据本专利技术，在测量管路内，能够抑制：采样气体朝向冲洗气体导管和测量管路之间的连结部流入。因此，能够将对测量管路中的采样气体照射激光时的光路长度维持为恒定，从而能够提高气体浓度的测量值的可靠性。另外，能够抑制冲洗气体朝向冲洗气体导管的供给流量。因此，不仅能够使冲洗气体供给用的各装置实现小型化，还能够降低用于供给冲洗气体的电力、燃料成本。另外，根据本专利技术，测量管路中的长径部分的截面积相对于短径部分的截面积而言的比率越大，越能够抑制采样气体朝向冲洗气体导管进入。由此，能够容易地计算出冲洗气体流量，并能够根据采样气体的流速而设定所需的冲洗气体流量。附图说明图1是示出了：包括测量管路的气体浓度测量装置的结构的立体图。图2是示出了：气体浓度测量装置的系统结构的概要图。图3是气体浓度测量装置的剖视图。图4是测量管路的放大剖视图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的气体浓度测量装置进行说明。图1是示出了：本实施方式的气体浓度测量装置的结构的概要立体图，图2是示出了：本实施方式的气体浓度测量装置的系统结构的概要图，图3是示出了：本实施方式的气体浓度测量装置的结构的剖视图。如图1～图3所示，本实施方式的气体浓度测量装置1具备：测量管路(测量单元)2，含有测量对象气体的采样气体在该测量管路2中流动；发光部3，该发光部3对测量管路2照射激光；以及受光部4，该受光部4接收从测量管路2透射来的激光。测量管路2设置于：使得采样气体流向测量管路2的气体供给管路5、与使得采样气体从测量管路2被流入的气体排出管路6之间。即，气体供给管路5连结于测量管路2的废气入口侧，另一方面，气体排出管路6连结于测量管路2的废气出口侧。此外，作为采样气体，例如，供给来自燃烧机构的废气、流向气体机构的燃料气体，作为测量对象气体，对具有吸收红外区域的光的特性的气体的浓度进行测定，例如：氨、卤化氢、氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳、二氧化碳、氧、水、碳化氢、硫化氢等气体。发光部3以及受光部4设置于：夹着测量管路2而相对称的位置，从发光部3朝向受光部4的光轴相对于在测量管路2中流动的采样气体的流动方向正交。测量管路2具备主管7，采样气体在该主管7中流动。而且，在主管7侧壁，以与发光部3的设置位置相对置的方式设置有入射管(支管)8，且该入射管8用于将来自发光部3的激光向测量管路2的主管7内引导，并且，以与发光部3的设置位置相对置的方式还设置有：将从主管7内透射过来的激光向受光部4引导的射出管(支管)9。即，入射管8以及射出管9分别以主管7的径向为其长度方向，并且设置于以主管7的轴心为中心而对称的位置。发光部3具备：射出激光的激光二极管(未图示)，光轴调整部10具备对所射出的激光的光轴进行调整的光学系统，且该光轴调整部10的入射侧与激光射出侧连结。而且，光轴调整部10的射出侧经由冲洗气体导管11而与测量管路2的入射管8连结，其中，向光轴调整部10喷射的冲洗气体在该冲洗气体导管11中流动。即，发光部3经由光轴调整部10以及冲洗气体导管11而与测量管路2的入射管8连结。受光部4具备：接收激光并进行光电转换的光电二极管(未图示)，光轴调整部12具备对所入射的激光的光轴进行调整的光学系统，且该光轴调整部12的射出侧与激光入射侧连结。而且，光轴调整部12的入射侧经由冲洗气体导管13而与测量管路2的射出管9连结，其中，向光轴调整部12喷射的冲洗气体在该冲洗气体导管13中流动。即，受光部4经由光轴调整部12以及冲洗气体导管13而与测量管路2的射出管9连结。利用与冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体浓度测量装置，其中，发光部以及受光部夹着筒形的测量管路而对置配置，来自所述发光部的照射光在所述测量管路内透射并由所述受光部接收，由此对从所述测量管路内通过的测量对象气体的浓度进行测定，所述气体浓度测量装置的特征在于，将冲洗气体朝向所述发光部以及所述受光部中的光学系统导入的冲洗气体导管连结于所述测量管路的侧壁，且在相互对置的位置处被配置为与测量对象气体的流动方向正交，所述测量管路具有：从气体供给口越趋向于测量对象气体流动方向下游侧也就越扩大的锥状的气体入口部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.24 JP 2016-0600381.一种气体浓度测量装置，其中，发光部以及受光部夹着筒形的测量管路而对置配置，来自所述发光部的照射光在所述测量管路内透射并由所述受光部接收，由此对从所述测量管路内通过的测量对象气体的浓度进行测定，所述气体浓度测量装置的特征在于，将冲洗气体朝向所述发光部以及所述受光部中的光学系统导入的冲洗气体导管连结于所述测量管路的侧壁，且在相互对置的位置处被配置为与测量对象气体的流动方向正交，所述测量管路具有：从气体供给口越趋向于测量对象气体流动方向下游侧也就越扩大的锥状的气体入口部。2.根据权利要求1所述的气体浓度测量装置，其特征在于，所述测量管路在比所述气体入口部更...

【专利技术属性】
技术研发人员：福井义典，小林亮太，横山哲也，井上刚，小田祐介，冈田充泰，赤尾幸造，东亮一，
申请(专利权)人：洋马株式会社，富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP