本實(shí)用新型涉及使用非分散紅外線吸收法(NDIR)的二氧化硫測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

紅外線氣體分析裝置作為測(cè)量氣體中的二氧化硫(SO₂)的濃度的裝置而廣為人知(參照專利文獻(xiàn)1)。紅外線氣體分析裝置在內(nèi)部具備使試料氣體流通的樣品室，針對(duì)該樣品室照射紅外線并測(cè)量透過樣品室的紅外線的SO₂吸收波段的光量，由此定量試料氣體中的SO₂濃度。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-69870號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型要解決的問題

SO₂在7.4μm附近具有紅外線吸收帶，甲烷(CH₄)在7.6μm附近具有紅外線吸收帶，因此吸收波長(zhǎng)帶具有重疊。因此，在基于NDIR的SO₂測(cè)量中，如果試料氣體中存在CH₄，則CH₄會(huì)進(jìn)行干涉，測(cè)量值受到影響，成為測(cè)量誤差的主要因素。

一般地，CH₄干涉的影響程度用相對(duì)于SO₂測(cè)量裝置的測(cè)量范圍(全量程)的比例(％FS)進(jìn)行評(píng)價(jià)，測(cè)量范圍越小則干涉影響的程度(％FS)越大。例如，如果50mg/m³的CH₄存在于試料氣體中，則一般地具有SO₂濃度為11mg/m³左右的影響，在測(cè)量范圍為0～300mg/m³的情況下干涉影響為3.7％FS左右，在測(cè)量范圍為0～200mg/m³的情況下干涉影響為7.4％FS左右。

作為在固定污染源的SO₂濃度的監(jiān)視中使用的SO₂測(cè)量裝置的要求性能，干涉影響在歐洲等通過法規(guī)進(jìn)行規(guī)定。在中國，也發(fā)布了關(guān)于HJ/T76《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》的草案，據(jù)此，預(yù)定為，要求在試料氣體中的CH₄濃度為50mg/m³的情況下CH₄的干涉影響至少為5％FS以下。在現(xiàn)有的SO₂測(cè)量裝置中，存在著在測(cè)量范圍為0～200mg/m³的低濃度范圍的情況下難以滿足上述要求的問題。

作為對(duì)CH₄干涉影響的對(duì)策，存在著如下的方法：同時(shí)測(cè)量試料氣體中的CH₄濃度，使用該測(cè)量值修正SO₂測(cè)量裝置的測(cè)量值。但是需要用于測(cè)量CH₄濃度的檢測(cè)器、運(yùn)算裝置，存在著成本增大的問題。

在此，本實(shí)用新型的目的在于，以低成本且簡(jiǎn)單的構(gòu)成降低CO₂測(cè)量裝置中的CH₄的干涉影響。

解決問題的技術(shù)手段

本實(shí)用新型所涉及的二氧化硫測(cè)量裝置包括：光源，其發(fā)出紅外光；樣品室，其配置于來自所述光源的紅外光的光路上，并在內(nèi)部使試料氣體流通；CH₄過濾器，其在來自所述光源的紅外光的光路上與所述樣品室分開設(shè)置，并在內(nèi)部封入有CH₄氣體；檢測(cè)器，其測(cè)量透過所述樣品室以及所述CH₄過濾器的紅外光的光量；以及運(yùn)算處理部，其基于所述檢測(cè)器的輸出信號(hào)求出試料氣體中的SO₂濃度。

所述CH₄過濾器的框體中，來自所述光源的紅外線通過的窗口部以外的部分可以由金屬構(gòu)成。由于框體中窗口部以外的部分由金屬構(gòu)成，能夠使CH₄過濾器變得堅(jiān)固，能夠防止CH₄氣體泄漏等。作為構(gòu)成框體的金屬例如能夠列舉鋁。

實(shí)用新型的效果

在本實(shí)用新型的二氧化硫測(cè)量裝置中，由于在來自光源的紅外線的光路上設(shè)置有封入了CH₄氣體的CH₄過濾器，因此能夠降低入射到檢測(cè)器的紅外光中的CH₄吸收波長(zhǎng)波段的光的比例。由此，能夠減低相對(duì)于SO₂測(cè)量值的CH₄的干涉影響。

附圖說明

圖1為表示二氧化硫測(cè)量裝置的一實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。

具體實(shí)施方式

以下，使用圖1對(duì)二氧化硫測(cè)量裝置的一實(shí)施例進(jìn)行說明。

該實(shí)施例的二氧化硫測(cè)量裝置具備發(fā)出紅外光的光源2，在從該光源2發(fā)出的紅外光的光路上，從光源2側(cè)按順序地設(shè)有樣品室4、CH₄過濾器6以及檢測(cè)器8。另外，在光源2與樣品室4之間設(shè)置有扇形板10，通過由扇形板驅(qū)動(dòng)部12驅(qū)動(dòng)扇形板10，斷續(xù)地遮斷從光源2向樣品室4的光。

樣品室4具備使氣體流入的入口和使氣體流出的出口，來自未圖示的氣體供給源的試料氣體或基準(zhǔn)氣體在樣品室4內(nèi)流通。

CH₄過濾器6為在內(nèi)側(cè)具有密閉空間6a的容器，在該密閉空間6a內(nèi)封入有CH₄氣體。CH₄過濾器6的框體具有成為光的出入口的窗口部，該窗口部由例如氟化鈣等對(duì)于紅外區(qū)域的光具有高透過性的材質(zhì)構(gòu)成。CH₄過濾器6的框體中窗口部以外的部分由例如鋁等金屬構(gòu)成。

CH₄過濾器6以通過封入有CH₄氣體的密閉空間6a內(nèi)的紅外光的光路長(zhǎng)度成為20mm以上的方式設(shè)計(jì)，由此能夠有效地去除紅外光中的CH₄吸收波段的光。

檢測(cè)器8為至少針對(duì)紅外區(qū)域具有檢測(cè)敏感度的光檢測(cè)器。檢測(cè)器8檢測(cè)透過樣品室4以及CH₄過濾器6而來的紅外光的光量。

在檢測(cè)器8獲得的檢測(cè)信號(hào)輸出至運(yùn)算處理部14。運(yùn)算處理部14構(gòu)成為：提取來自檢測(cè)器8的輸出信號(hào)，基于該信號(hào)強(qiáng)度算出流過樣品室4內(nèi)的紅外線吸光度，根據(jù)試料氣體流過樣品室4內(nèi)時(shí)的紅外線吸光度與基準(zhǔn)氣體流過時(shí)的紅外線吸光度的差值，求出試料氣體中的SO₂濃度。運(yùn)算處理部14的運(yùn)算結(jié)果顯示在顯示部16上。

在此，運(yùn)算處理部14能夠通過設(shè)于該二氧化硫測(cè)量裝置的專用的計(jì)算機(jī)或者連接于該二氧化硫測(cè)量裝置的通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)而實(shí)現(xiàn)。顯示部16能夠通過電連接于這樣的計(jì)算機(jī)的液晶顯示器等顯示裝置而實(shí)現(xiàn)。

如上所述，該實(shí)施例的二氧化硫測(cè)量裝置在從光源2發(fā)出的紅外光的光路上，設(shè)有封入了CH₄氣體的CH₄過濾器6，因此能夠在檢測(cè)器8的前方將與SO₂的吸收波段重疊的CH₄的吸入波段的光消光。即，由于將CH₄的紅外線吸收波段的光消光后的紅外線入射到檢測(cè)器8，因此能夠進(jìn)行CH₄干涉影響少的SO₂測(cè)量。

具體地，CH₄濃度為50mg/m³時(shí)的CH₄的干涉影響在沒有設(shè)置CH₄過濾器6的情況下為11mg/m³，通過設(shè)置CH₄過濾器6能夠降低到1.7mg/m³左右。若將該1.7mg/m³換算為％FS單位，則在0～50mg/m³的測(cè)量范圍下為3.4％FS(1.7/50×100％)，滿足5％FS以內(nèi)的條件。即，在現(xiàn)有技術(shù)中，只有0～300mg/m³以上的測(cè)量范圍才能夠滿足5％FS以內(nèi)的條件，但是通過本實(shí)用新型，在0～50mg/m³的低濃度測(cè)量范圍中也能夠適應(yīng)5％FS以內(nèi)的條件。

符號(hào)說明

2 光源

4 樣品室

6 CH₄過濾器

6a 密閉空間

8 檢測(cè)器

10 扇形板

12 扇形板驅(qū)動(dòng)部

14 運(yùn)算處理部

16 顯示部。