[发明专利]气体分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体分析装置，特别是涉及一种利用光吸收法对试样气体中规定成分的浓度进行特定分析的气体分析装置。

背景技术

以往，从燃烧煤或重油的锅炉中排出的燃烧排气中含有NOx、Sox、CO₂、CO等成分。并且，开发出一种分析气体中上述成分含有量的气体分析装置。作为这种气体分析装置，例如开发了一种采用探头方式的装置。探头方式的气体分析装置利用配置在探头前端部的反射镜反射从光源射出的测量光，并且基于被该反射镜反射的测量光的信息来分析试样气体的成分浓度。

在以往探头方式的气体分析装置中，有时除了具有上述成分浓度分析功能以外还具有零点修正功能。例如利用光耦合器、分束器将从光源射出的一束测量光分路成两束，将其中的一束光束用于气体成分分析，并将另一束光束用于零点修正。用于气体成分分析的光束和用于零点修正的光束被输入不同的受光部而分别进行信号处理。

但是，在上述气体分析装置中存在以下课题。即，光耦合器、分束器具有波长依存性，因波长区域不同而不能以相同强度输出分路后的两束光束。此外，在受光部中也存在个体差异（机差），虽然只要是相同方式设计的受光部，原本对于相同输入一定能够生成相同的输出，但是实际上输出大多存在稍许不同。此外，位于受光部后半部分的信号处理电路也是针对每个受光部使用不同的装置，各信号处理电路的处理结果中也存在稍许的个体差异。因此，从上述分路后的两束光束中得到的信号处理结果中，很有可能因各部件个体差异而产生累计差异。因此，存在如下课题：不能进行准确的零点修正而难以进行高精度的成分分析。此外，由于分别处理分路后的两束光束而需要不同的系统（由受光部和信号处理电路构成的系统），所以导致整个分析装置大型化。此外，存在如下课题：因来自各系统的发热使整个分析装置中的发热量变大，信号处理响应等的耐久性下降。探头方式的气体分析装置安装在烟筒等上来使用，容易受到试样气体热量的影响而成为高温，从而特别容易老化。

此外，专利文献1中公开了一种探头方式的气体分析装置，除了具有成分浓度分析功能以外还具有校准功能。专利文献1中公开的气体分析装置具有探头管，该探头管形成有导入试样气体的导入孔。上述探头管的包含前端部的大部分配置在烟道壁内侧（烟道侧），仅基端部配置在烟道壁外侧（与烟道相反侧）。在上述气体分析装置中，测量光从配置在烟道壁外侧的光源向探头管内的试样气体射出。测量光被配置在筒状箱体前端部的第一反射镜反射，由配置在烟道壁外侧的受光传感器接收该反射的测量光。可以基于在受光传感器中得到的测量光的信息，计算包含在试样气体中的规定成分的浓度。

如上所述，上述气体分析装置具有如下功能：由第一反射镜反射从光源射出的测量光并分析试样气体的成分浓度。气体分析装置还具有如下功能：由第二反射镜反射从光源射出的测量光并进行气体分析装置的校准。第二反射镜配置在探头管的中途部且配置在烟道壁内侧。第二反射镜能够利用切换部来改变位置。上述切换部配置在探头筒的中途部且配置在烟道壁内侧，当进行成分浓度的分析时使第二反射镜从光路上离开，而进行校准时将第二反射镜配置在光路上。可以通过切换部的切换动作，选择性地进行气体的成分浓度分析和气体分析装置的校准。

专利文献1：美国专利第5781306号说明书

发明内容

鉴于上述实际情况，本发明的目的在于提供一种气体分析装置，该气体分析装置紧凑且能够降低制造成本、保养成本，并且浓度分析精度高。

本发明提供一种气体分析装置，分析在烟道内流动的试样气体中的规定成分浓度。气体分析装置包括：一个照射部、第一反射镜、一个受光部、第二反射镜、已知物质收容部、运算部和切换部。

照射部配置在构成烟道的壁的外侧，向试样气体中照射测量光。

第一反射镜反射从照射部射出且通过试样气体的测量光。

受光部配置在照射部的附近且配置在壁的外侧，接收被第一反射镜反射的测量光。

第二反射镜配置在壁的外侧，向受光部反射测量光。

已知物质收容部设置在照射部和第二反射镜之间以及第二反射镜和受光部之间光路上的空间区域内，收容使从照射部照射的测量光不衰减或衰减规定量的已知物质。

运算部使用被第一反射镜反射的测量光来分析试样气体的成分浓度。运算部使用被第二反射镜反射的测量光，进行使用气体分析装置的已知物质实施的修正和校准中的至少一个。

切换部配置在壁的外侧，进行成分浓度的分析时使第二反射镜从光路上离开，进行修正和校准中的至少一个时将第二反射镜配置在光路上。