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JPH059732B2 - - Google Patents
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JPH059732B2 - - Google Patents

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JPH059732B2
JPH059732B2 JP32873487A JP32873487A JPH059732B2 JP H059732 B2 JPH059732 B2 JP H059732B2 JP 32873487 A JP32873487 A JP 32873487A JP 32873487 A JP32873487 A JP 32873487A JP H059732 B2 JPH059732 B2 JP H059732B2
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frequency
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Ichiro Asano
Nobutaka Kihara
Michio Kada
Hajime Mikasa
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マルチ流体変調方式(これは本発明
者らの名付けた名称である)という従来になかつ
た特異な手法を採用することによつて、ただ1個
の検出器を用いるだけでありながら、2つの(ま
たは2つの系に分流された)サンプル流体を、同
時にかつ連続的にしかも非常に精度良く分析する
ことができる、全く新規な流体分析装置を提供せ
んとしてなされたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention employs a unique method that has not been seen before, called a multi-fluid modulation method (this is the name given by the inventors). This is a completely new technology that allows two (or split into two systems) sample fluids to be analyzed simultaneously, continuously, and with great precision using only one detector. This was done to provide a fluid analysis device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、サンプル流体の一例である大気中に含
まれる自動車排気ガスや工場排気ガスなどの有害
成分(NOx,HyCz、あるいは、COxなど)の濃
度(ひいては量)を分析するような場合に使用さ
れる流体分析装置としては、従来から、ケミカル
ルミネツセンス検出器(CLD)を備えた分析装
置とか、フレームイオン検出器(FID)を備えた
分析装置とか、あるいは、コンデンサマイクロフ
オン方式またはマイクロフロー方式等によるニユ
ーマテイツク型検出器やサーモパイルあるいは半
導体等の固体検出器を備えた非分散型赤外線分析
装置(NDIR)など、各種の検出器(センサー)
を採用して成る流体分析装置が用いられている。
For example, when analyzing the concentration (and thus the amount) of harmful components (such as NO x , H y C z , or CO x ) contained in the atmosphere, which is an example of a sample fluid, such as automobile exhaust gas or factory exhaust gas. Conventionally, the fluid analysis devices used in this case are those equipped with a chemical luminescence detector (CLD), a flame ion detector (FID), or a condenser microphone. Alternatively, various types of detectors (sensors) such as pneumatic detectors using a microflow method or non-dispersive infrared analyzers (NDIR) equipped with thermopiles or solid state detectors such as semiconductors, etc.
A fluid analysis device that employs the following is used.

ところで、前記のような流体分析を行うに際し
ては、例えば、NOとNO2、あるいは、メタン
(CH4)とメタン以外のHC(NMHC)、あるいは
また、COとCO2というように、サンプル流体中
の2つの成分濃度を同時にかつ連続的に測定する
必要があることが多いが、従来一般の流体分析装
置によつてそれを実現するためには、どうしても
2個の検出器(センサー)が必要であつた。
By the way, when performing the above-mentioned fluid analysis, it is necessary to analyze various substances in the sample fluid, such as NO and NO 2 , methane (CH 4 ) and HC other than methane (NMHC), or CO and CO 2 . It is often necessary to measure the concentration of two components simultaneously and continuously, but in order to achieve this with conventional fluid analyzers, two detectors (sensors) are required. It was hot.

即ち、NOとNO2とを同時連続測定する場合に
は、サンプル流体を2つの測定系に分流し、一方
の系にはサンプルガス中のNO濃度をそれ単独で
測定するための第1NO検出器を設け、他方の系
にはサンプルガス中のNO2をNOに変換する処理
を施して生成された処理流体中の全NO濃度を測
定するための第2NO検出器を設ける、というよ
うに2個のNO検出器が必要であり(NO2濃度は
第2NO検出器による全NO濃度検出値と第1NO検
出器によるNO単独濃度検出値との差として得ら
れ、この手法は差量法と呼ばれる)、また、メタ
ンとメタン以外のHC(NMHC)とを同時連続測
定する場合には、サンプル流体を2つの測定系に
分流し、一方の系にはサンプル流体中の全HC濃
度(THC)を測定するための第1HC検出器を設
け、他方の系にはサンプル流体中のメタン以外の
HCを触媒燃焼させて除去する処理を施して生成
された処理ガス中のメタン濃度を測定するための
第2HC検出器を設ける、というように2個のHC
検出器が必要であり(この場合も差量法を用いて
おり、NMHCは弟1HC検出器によるTHC濃度検
出値と第2HC検出器によるメタン濃度検出値と
の差として得られる)、また、サンプル流体中の
COとCO2とを同時連続測定する場合には、サン
プル流体を2つの測定系に分流し、一方の系には
CO検出器を設け他方の系にはCO2検出器を設け
るというように、CO検出器とCO2検出器の2個
の異なる検出器が必要である。
In other words, when simultaneously and continuously measuring NO and NO 2 , the sample fluid is divided into two measurement systems, and one system is equipped with a first NO detector to independently measure the NO concentration in the sample gas. and the other system is equipped with a second NO detector to measure the total NO concentration in the processing fluid generated by converting NO 2 in the sample gas to NO. (The NO 2 concentration is obtained as the difference between the total NO concentration detected by the second NO detector and the NO single concentration detected by the first NO detector, and this method is called the difference method.) In addition, when simultaneously and continuously measuring methane and HC other than methane (NMHC), the sample fluid is divided into two measurement systems, and one system measures the total HC concentration (THC) in the sample fluid. A first HC detector is installed to detect methane in the sample fluid, and the other system is equipped with a first HC detector to detect
A second HC detector is installed to measure the methane concentration in the treated gas generated by catalytic combustion of HC to remove it.
A detector is required (again, the differential method is used, and NMHC is obtained as the difference between the THC concentration detected by the 1st HC detector and the methane concentration detected by the 2nd HC detector), and the sample in fluid
When measuring CO and CO 2 simultaneously and continuously, the sample fluid is divided into two measurement systems, and one system is
Two different detectors, a CO detector and a CO 2 detector, are required: one system has a CO detector and the other system has a CO 2 detector.

そして、上記のように同一サンプル流体を2つ
の系に分流することにより、そのサンプル流体中
の2つの成分の同時連続分析を行う場合に限ら
ず、2つの異なるサンプル流体について夫々の中
に含まれる特定成分の同時連続分析を行おうとす
る場合にも、同様に2つの検出器(センサー)を
必要とすることが明らかである。
By dividing the same sample fluid into two systems as described above, it is possible to analyze not only the simultaneous and continuous analysis of two components in the sample fluid but also the components contained in each of the two different sample fluids. It is clear that two detectors (sensors) are similarly required when simultaneously and continuously analyzing a specific component.

しかしながら、上記したように、同一サンプル
流体中の2つの成分の同時連続分析、あるいは、
2つの異なるサンプル流体について夫々の中に含
まれる特定成分の同時連続分析を行うに際して、
前記従来装置におけるように2つの検出器を用い
なければならないということは、 (ア) 分析装置が大型化すると共に製造コストが高
くつく、 という問題のみならず、 (イ) 2つの検出器毎にゼロ・スパン調整などの
調整を必要とするので、測定に要する手間が大
きく非常に面倒である、 (ウ) 各検出器の調整が十分で無く、2つの検出
器の間にゼロ調整誤差や感度差が存在する場合
には、非常に大きな測定誤差が生じることにな
る、といつた種々の問題を引き起こす。
However, as mentioned above, simultaneous and sequential analysis of two components in the same sample fluid, or
When performing simultaneous and continuous analysis of specific components contained in two different sample fluids,
The need to use two detectors as in the conventional device has the following problems: (a) The analyzer becomes larger and the manufacturing cost increases, as well as (b) Since adjustments such as zero and span adjustments are required, measurement requires a lot of effort and is very troublesome. (c) Each detector is not adjusted sufficiently, and there may be zero adjustment errors or sensitivity between the two detectors. If a difference exists, it causes various problems such as very large measurement errors.

そこで、このような問題を避けるために、ただ
1個の検出器を備えた分析装置を用いて、同一サ
ンプル流体中の2つの成分を交互に測定すると
か、あるいは、2つの異なるサンプル流体を交互
に測定するという、言わばバツチ的な分析方法に
よることも考えられるが、その場合には、同時連
続測定を行えないために、測定データが不連続に
なつてしまうという欠点があり、特に、前述した
差量法を用いた分析を行う場合には、測定精度の
大きな劣化を招く虞れがある。従つて、単に検出
器の個数を節約するためにのみ、このようなバツ
チ的分析方法を採用することは、流体分析の本来
の目的を大きく犠牲にすることになりかねず、得
策とは言えない。
Therefore, in order to avoid such problems, two components in the same sample fluid can be measured alternately using an analyzer equipped with only one detector, or alternatively, two components in the same sample fluid can be measured alternately. It is also possible to use a so-called batch analysis method in which measurements are taken at different times, but in that case, there is a disadvantage that the measurement data becomes discontinuous because simultaneous and continuous measurements cannot be performed. When performing analysis using the difference method, there is a risk of significant deterioration in measurement accuracy. Therefore, adopting such a batch analysis method simply to save the number of detectors may greatly sacrifice the original purpose of fluid analysis, and is not a good idea. .

そこで、かかる従来実情に鑑みて、本発明者ら
は、鋭意研究の結果、マルチ流体変調方式という
画期的な手法を採用することによつて、ただ1個
の検出器を用いるだけでありながら、複数の(ま
たは複数の系に分流された)サンプル流体を、同
時にかつ連続的に分析することができる、全く新
規な流体分析方法ならびに流体分析装置を開発す
るに至り、その基本的概念については、昭和62年
12月11日付け出願の特許願および昭和62年12月12
日付け出願の特許願等の先願により、既に提案し
ているところである。
Therefore, in view of the conventional situation, the present inventors, as a result of intensive research, have adopted an innovative method called a multi-fluid modulation method, which allows the use of only one detector. , we have developed a completely new fluid analysis method and fluid analysis device that can simultaneously and continuously analyze multiple sample fluids (or divided into multiple systems), and the basic concept is as follows: , 1986
Patent application filed on December 11th and December 12th, 1988
This has already been proposed through earlier applications such as patent applications filed on the same date.

即ち、そのマルチ流体変調方式による流体分析
装置(方法については、この装置において適用さ
れている)とは、第10図に示す基本的概念図お
よび第11図に示す要部具体的構成図に示すとこ
ろから明らかなように、 複数(この例では2つ)のサンプル流体S1,
S2(これらは、もともと異なるものでも、ある
いは、単一のサンプル流体を2つの系に分流した
ものでもよい)を、夫々、比較流体R1,R2に
より互いに異なる周波数F1,F2(ヘルツ)で
流体変調するための流体変調手段V1,V2と、 ただ一個の検出器Dを有すると共に、前記流体
変調された各サンプル流体S1,S2が同時にか
つ連続的に供給される分析部Aと、 前記分析部Aにおける前記検出器Dからの出力
信号Oを、適宜周波数分離手段および信号整流・
平滑手段(第10図においては概念的に示してい
る)を用いて、前記各サンプル流体S1,S2に
対する各変調周波数F1,F2の信号成分O1,
O2に分離して夫々整流および平滑化処理するこ
とにより、前記各サンプル流体S1,S2に関す
る分析値を得るための信号処理手段Bとから成
り、 更に、前記信号処理手段Bを構成するに、第1
図に具体的に示しているように、 前記検出器Dからの出力信号Oから、前記各変
調周波数F1,F2付近の帯域の信号のみを夫々
通過させる2つのバンドパスフイルターa1,a
2を互いに並列的に設けると共に、 前記各バンドパスフイルターa1,a2の後段
に、その通過帯域周波数F1,F2に対応する流
体変調手段V1,V2による実際の流体変調動作
に同期して、そのバンドパスフイルターa1,a
2からの出力信号を検波整流する同期検波整流器
b1,b2を設け、かつ、 前記各同期検波整流器b1,b2の後段に、そ
れからの出力信号を平滑化するための平滑素子c
1,c2を設けてある、 という特徴を備えているものである。
That is, the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method (the method is applied in this device) is shown in the basic conceptual diagram shown in Fig. 10 and the main part specific configuration diagram shown in Fig. 11. As is clear from the above, multiple (two in this example) sample fluids S1,
S2 (which may be originally different or may be a single sample fluid divided into two systems) is fluid-modulated at different frequencies F1 and F2 (Hertz) by reference fluids R1 and R2, respectively. an analysis section A having only one detector D and to which the fluid-modulated sample fluids S1 and S2 are simultaneously and continuously supplied; The output signal O from the detector D at is suitably frequency separated and signal rectified.
Using a smoothing means (conceptually shown in FIG. 10), the signal components O1,
a signal processing means B for obtaining analysis values for each of the sample fluids S1 and S2 by rectifying and smoothing the sample fluids S1 and S2; 1
As specifically shown in the figure, from the output signal O from the detector D, there are two bandpass filters a1 and a that respectively pass only signals in bands around the respective modulation frequencies F1 and F2.
2 are provided in parallel with each other, and at the subsequent stage of each of the bandpass filters a1 and a2, the band pass filters are arranged in synchronization with the actual fluid modulation operation by the fluid modulation means V1 and V2 corresponding to the pass band frequencies F1 and F2. Pass filter a1,a
Synchronous detection rectifiers b1 and b2 are provided to detect and rectify the output signals from the synchronous detection rectifiers b1 and b2, and a smoothing element c is provided after each of the synchronous detection rectifiers b1 and b2 to smooth the output signals therefrom.
1 and c2 are provided.

つまり、かかる構成を有するマルチ流体変調方
式による流体分析装置においては、例えばロータ
リーバルブとか3方切換電磁弁あるいは4方切換
電磁弁などで構成される適宜流体変調手段V1,
V2を用いて、比較流体R1,R2により互いに
異なる周波数F1,F2で夫々流体変調した2つ
の(または2つの系に分流された)サンプル流体
S1,S2を、ただ一個の検出器Dを有する分析
部Aへ、同時にかつ連続的に供給することによ
り、先ず、そのただ一個の検出器Dから、全ての
サンプル流体S1,S2に対応する個々の測定信
号成分(O1,O2)が一括的に重畳されたひと
つの測定信号O(=O1+O2)を得る、という
従来常識では全く考えられなかつた特異な手法を
採用すると共に、次に、前記ただ一個の検出器D
からの出力信号Oを、例えば、第10図に例示し
ているように適宜周波数分離手段と信号整流・平
滑手段とを組み合わせて構成された信号処理手段
Bを用いることによつて、前記各サンプル流体S
1,S2に対する各変調周波数F1,F2の信号
成分O1,O2に分離して夫々整流および平滑化
処理するという信号処理を行うことにより、前記
各サンプル流体S1,S2に関する分析値を得る
ようにしてあるから、たとえ、同一サンプル流体
中の2つの成分の同時連続分析、あるいは、2つ
の異なるサンプル流体について夫々の中に含まれ
る特定成分の同時連続分析を行うに際しても、た
だ1個の検出器(センサー)を設けるだけで済
み、従つて、2つの検出器を必要としていた従来
一般の流体分析装置の場合に比べて、装置全体の
小型化および簡素化ならびにコスト低減を容易に
図れると共に、検出器の調整を容易かつ短時間に
行え、かつ、従来のように複数の検出器間のゼロ
調整誤差や感度差は生じ得ないことから、常に良
好な測定精度を確保できるという基本的に優れた
利点を有している。
In other words, in a fluid analysis device using a multi-fluid modulation method having such a configuration, an appropriate fluid modulation means V1 consisting of, for example, a rotary valve, a three-way switching solenoid valve, a four-way switching solenoid valve, etc.
V2 is used to analyze two sample fluids S1 and S2 (or separated into two systems) fluid-modulated by reference fluids R1 and R2 at different frequencies F1 and F2, respectively, with only one detector D. By simultaneously and continuously supplying the sample fluids to section A, first, the individual measurement signal components (O1, O2) corresponding to all sample fluids S1, S2 are superimposed all at once from that single detector D. In addition to adopting a unique method that was completely unthinkable in the conventional common sense of obtaining a single measurement signal O (=O1 + O2),
For example, as illustrated in FIG. 10, the output signal O from the . Fluid S
Analytical values for each of the sample fluids S1 and S2 are obtained by performing signal processing of separating signal components O1 and O2 of each modulation frequency F1 and F2 for each of the sample fluids S1 and S2, and rectifying and smoothing the signal components, respectively. Therefore, even when performing simultaneous and continuous analysis of two components in the same sample fluid, or simultaneous and continuous analysis of specific components contained in two different sample fluids, only one detector ( Therefore, compared to conventional fluid analysis devices that required two detectors, the entire device can be made smaller and simpler, and costs can be reduced. The basic advantage is that it can be adjusted easily and quickly, and that zero adjustment errors and sensitivity differences between multiple detectors cannot occur as in conventional methods, ensuring good measurement accuracy at all times. have.

しかも、前記信号処理手段Bとしては、例えば
フーリエ解析(周波数分離処理に相当する)およ
び絶対値平均化処理(整流・平滑化処理に相当す
る)などの数値解析の演算処理が可能なコンピユ
ーターを用いるとか、あるいは、ロツクインアン
プなどの電気回路を用いるというように、種々の
ソフトあるいはハードによる適宜手段を構成する
ことが可能であるが、上記流体分析装置において
は、特に、バンドパスフイルターa1,a2と、
同期検波整流器b1,b2と、例えばローパスフ
イルターやコンデンサーで構成される平滑素子c
1,c2とを直列接続して成る信号処理系列を2
系列並列に設けた構成としてあるため、前記のよ
うなコンピユーターあるいはロツクインアンプを
用いる手段に比べて、非常に簡単でかつ安価に構
成できるのみならず、バンドパスフイルターa
1,a2のみでは不十分である虞れがある周波数
分離作用を同期検波整流器b1,b2により補足
してより一層精度の良い周波数分離を行えるよう
に構成してあるから、例えば、ただ単にバンドパ
ススフイルターのみで周波数分離した後で直ちに
絶対値整流するだけの構成のものに比べて、格段
に優れた信号処理性能(S/N比)を得ることが
できるという利点もある。
Moreover, as the signal processing means B, a computer capable of performing numerical analysis processing such as Fourier analysis (corresponding to frequency separation processing) and absolute value averaging processing (corresponding to rectification/smoothing processing) is used. Alternatively, it is possible to configure appropriate means using various software or hardware, such as using an electric circuit such as a lock-in amplifier. and,
A smoothing element c composed of synchronous detection rectifiers b1 and b2 and a low-pass filter or a capacitor, for example.
1 and c2 are connected in series.
Since the series is arranged in parallel, it is not only much simpler and cheaper to construct than the above-mentioned means using a computer or a lock-in amplifier, but also a bandpass filter a.
1 and a2 alone may be insufficient, but is supplemented by synchronous detection rectifiers b1 and b2 to achieve even more accurate frequency separation. For example, simply bandpass There is also the advantage that it is possible to obtain significantly superior signal processing performance (S/N ratio) compared to a configuration in which absolute value rectification is performed immediately after frequency separation using only a filter.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記したように種々の有用な利
点を備えているマルチ流体変調方式による流体分
析装置においても、なお次のような問題が残存し
ている。
However, even in the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method, which has various useful advantages as described above, the following problems still remain.

即ち、前記第11図を用いて説明したように、
前記信号処理手段Bにおいては、検出器Dから入
力される測定信号Oを、先ず、バンドパスフイル
ターa1,a2によつて、両サンプル流体S1,
S2に対応する個々の測定信号成分O1(周波数
F1),O2(周波数F2)に分離するのである
が、それら両流体変調周波数F1,F2を十分に
大きく異なるものに設定するとか、あるいは、両
バンドパスフイルターa1,a2として相当に鋭
い周波数カツト特性を有する高級なものを用い
る、などといつた実用上非常に困難な対策を講じ
ない限り、それらにより確実な周波数分離結果を
得ることはできず、従つて、各バンドパスフイル
ターa1,a2を通過した信号には、本来の周波
数F1(F2)の信号O1以外に、どうしても他
方の流体変調周波数F2,F1によるノイズ成分
が混入してしまう、という相互干渉影響が生じる
ことになる。
That is, as explained using FIG. 11 above,
In the signal processing means B, the measurement signal O input from the detector D is first passed through band pass filters a1 and a2 to both sample fluids S1,
The measurement signal components O1 (frequency F1) and O2 (frequency F2) corresponding to S2 are separated into individual measurement signal components O1 (frequency F1) and O2 (frequency F2). Unless practical measures are taken, such as using high-grade pass filters a1 and a2 with fairly sharp frequency cut characteristics, reliable frequency separation results cannot be obtained. Therefore, in addition to the signal O1 of the original frequency F1 (F2), the signal passing through each bandpass filter a1, a2 inevitably contains a noise component due to the other fluid modulation frequency F2, F1. Interference effects will occur.

このように、各バンドパスフイルターa1,a
2を通過した信号の中に、相互干渉影響による他
方の流体変調周波数F2,F1のノイズ成分が混
入していると、下記のような不都合が生じる。
In this way, each bandpass filter a1, a
If noise components of the other fluid modulation frequencies F2 and F1 due to mutual interference are mixed into the signal that has passed through the two fluid modulation frequencies F2 and F1, the following problems will occur.

つまり、前記両流体変調周波数F1,F2は、
通常、任意に設定され得るものであるが、その場
合には、一般に、その信号が同期検波整流器b
1,b2によつて同期検波整流された後において
も、前記干渉ノイズ成分に対応した信号が、測定
誤差要因として残存してしまうことになる(つま
り、その平滑値が0にならない)。
In other words, both fluid modulation frequencies F1 and F2 are
Normally, it can be set arbitrarily, but in that case, generally the signal is
1 and b2, the signal corresponding to the interference noise component remains as a measurement error factor (that is, its smoothed value does not become 0).

このことは、例えば、一方の流体変調周波数F
1を1Hz、他方の流体変調周波数F2を3Hzとし
た場合の例を示した第12図イ,ロから容易に理
解されるであろう。
This means, for example, that one fluid modulation frequency F
It will be easily understood from FIGS. 12A and 12B, which show an example where F1 is 1Hz and the other fluid modulation frequency F2 is 3Hz.

なお、上記のような相互干渉影響による測定誤
差要因は、特に、第12図イから明らかなよう
に、低い方の周波数信号を測定信号とする系にお
いて非常に大きく現れるが、第12図ロから明ら
かなように、高い方の周波数信号を測定信号とす
る系においてはそれほど大きく現れない(つま
り、高い方の周波数信号を測定信号とする系側か
ら低い方の周波数信号を測定信号とする系側への
干渉が大きい)傾向があることが実験的に判明し
ており、また、それは上記第12図イ,ロのグラ
フから理論的にも検証することができる。
Furthermore, as is clear from Figure 12A, the measurement error factor due to mutual interference effects as described above appears to be very large especially in systems where the measurement signal is a lower frequency signal, but from Figure 12B, As is clear, it does not appear as much in the system where the higher frequency signal is the measurement signal (in other words, the difference between the system where the higher frequency signal is the measurement signal and the system where the lower frequency signal is the measurement signal) It has been experimentally found that there is a tendency for the interference between

また、上記のような問題は、相互干渉影響によ
るノイズ成分に限らず、例えば、前記流体変調手
段V1,V2の機械的デユーテイのずれ等の他の
要因に起因する他の系の周波数F2,F1のノイ
ズ成分が混入している場合にも同様に生じるもの
である。
Further, the above-mentioned problem is not limited to noise components due to mutual interference effects, but also due to other system frequencies F2 and F1 caused by other factors such as a deviation in the mechanical duty of the fluid modulation means V1 and V2. A similar problem occurs when a noise component is mixed in.

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので
あつて、その目的は、前述した先願に係るマルチ
流体変調方式による流体分析装置の種々の利点を
保持しながら、しかも、両流体変調周波数を十分
に大きく異なるものに設定したり、あるいは、信
号処理手段における両バンドパスフイルターとし
て鋭い周波数カツト特性を有する高級なものを用
いる、といつた実用上困難な対策には依らずに、
極く簡単に実施できる実用的手段をもつて、上記
したような一方の周波数信号を測定信号とする系
における他方の周波数信号の干渉ノイズ成分等に
起因する測定誤差を確実に低減させられるように
せんとすることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to maintain various advantages of the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method according to the earlier application, while also maintaining both fluid modulation frequencies. Without resorting to measures that are difficult in practice, such as setting sufficiently large differences, or using high-grade filters with sharp frequency cut characteristics as both bandpass filters in the signal processing means,
In order to reliably reduce measurement errors caused by interference noise components of the other frequency signal in a system where one frequency signal is the measurement signal as described above, by using a practical means that can be implemented extremely easily. It's about trying.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、本発明によるマル
チ流体変調方式による流体分析装置は、第1図に
示す基本的概念図および第2図に示す要部具体的
構成図(クレーム対応図)から明らかなように、 2つの(また2つの系に分流された)サンプル
流体S1,S2を、夫々、比較流体、R1,R2
により互いに異なる周波数F1,F2(ヘルツ)
で流体変調するための流体変調手段V1,V2
と、 ただ一個の検出器Dを有すると共に、前記流体
変調された各サンプル流体S1,S2が同時にか
つ連続的に供給される分析部Aと、 前記分析部Aにおける前記検出器Dからの出力
信号Oを、前記各サンプル流体S1,S2に対す
る各変調周波数F1,F2の信号成分O1,O2
に分離して夫々整流および平滑化処理することに
より、前記各サンプル流体S1,S2に関する分
析値を得るために、前記検出器Dからの出力信号
Oから、前記各変調周波数F1,F2付近の帯域
の信号のみを夫々通過させる2つのバンドパスフ
イルターa1,a2を互いに並列的に設けると共
に、前記各バンドパスフイルターa1,a2の後
段に、その通過帯域周波数F1,F2に対応する
流体変調手段V1,V2による実際の流体変調動
作に同期して、そのバンドパスフイルターa1,
a2からの出力信号を検波整流する同期検波整流
器b1,b2を設け、かつ、前記各同期検波整流
器b1,b2の後段に、それからの出力信号を平
滑化するための平滑素子c1,c2を設けて成る
信号分析手段Bとから構成してあり、 更に、前記両流体変調手段V1,V2を、それ
らによる流体変調周波数F1,F2の比が偶数ま
たは偶数分の1になるように設定してある、 という特徴を備えている。
In order to achieve the above object, a fluid analysis device using a multi-fluid modulation method according to the present invention is provided as shown in the basic conceptual diagram shown in FIG. As such, the two sample fluids S1 and S2 (also split into two systems) are compared to the comparison fluids R1 and R2, respectively.
Different frequencies F1 and F2 (Hertz)
fluid modulation means V1, V2 for modulating the fluid with
an analysis section A having only one detector D and to which each of the fluid-modulated sample fluids S1 and S2 is supplied simultaneously and continuously; and an output signal from the detector D in the analysis section A. O is the signal component O1, O2 of each modulation frequency F1, F2 for each sample fluid S1, S2.
In order to obtain analysis values regarding the respective sample fluids S1 and S2 by separating them into rectifying and smoothing processing, the bands around the respective modulation frequencies F1 and F2 are extracted from the output signal O from the detector D. Two band pass filters a1 and a2 are provided in parallel with each other to pass only the signals of , respectively, and fluid modulation means V1 and V1 corresponding to the pass band frequencies F1 and F2 are provided downstream of each of the band pass filters a1 and a2, respectively. In synchronization with the actual fluid modulation operation by V2, the bandpass filter a1,
Synchronous detection rectifiers b1 and b2 are provided to detect and rectify the output signal from a2, and smoothing elements c1 and c2 are provided downstream of each of the synchronous detection rectifiers b1 and b2 to smooth the output signal therefrom. Further, the fluid modulation means V1 and V2 are set so that the ratio of the fluid modulation frequencies F1 and F2 thereof is an even number or a fraction of an even number. It has the following characteristics.

〔作用〕[Effect]

上記特徴構成により発揮される作用は下記の通
りである。
The effects exhibited by the above characteristic configuration are as follows.

即ち、全体的な基本構成としては、前述した先
願に係るマルチ流体変調方式による流体分析装置
と同様であるため、それと同様の種々の利点が十
分に保持されている上に、本発明においては、特
に、両流体変調手段V1,V2を、それらによる
流体変調周波数F1,F2の比が偶数または偶数
分の1になるように(例えば、hを整数として、
F1=lHz、F2=2hlHzまたはその逆になるよう
に)設定する、という手段を講じているから、例
えば、両流体変調周波数を十分に大きく異なるも
のに設定したり、あるいは、信号処理手段におけ
る両バンドパスフイルターとして鋭い周波数カツ
ト特性を有する高級なものを用いる、といつた実
用上困難な手段を用いること無く、前述したよう
な一方の周波数信号を測定信号とする系における
他方の周波数信号のノイズ成分に起因する測定誤
差を、確実にかつ容易に低減させることができる
ようになつた。
That is, since the overall basic configuration is the same as the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method according to the earlier application, the same various advantages are sufficiently maintained, and the present invention has the following advantages. In particular, both fluid modulation means V1 and V2 are arranged such that the ratio of the fluid modulation frequencies F1 and F2 by them is an even number or a fraction of an even number (for example, when h is an integer,
For example, the two fluid modulation frequencies may be set to be sufficiently different, or the signal processing means may Noise in the other frequency signal in a system where one frequency signal is the measurement signal as described above can be eliminated without using practically difficult means such as using a high-grade bandpass filter with sharp frequency cut characteristics. It has become possible to reliably and easily reduce measurement errors caused by components.

つまり、例えば、一方(低い方)の流体変調周
波数F1を1Hz、他方(高い方)の流体変調周波
数F2をその偶数倍(2倍)の2Hzとした場合に
おいて、第3図イに示すように、低い方の周波数
信号(1Hz)を測定信号とする系におけるバンド
パスフイルターa1を通過した信号の中に、本来
の信号O1(1Hz)以外に、高い方の流体変調周
波数(2Hz)の干渉ノイズ成分が混入していたと
しても、その信号を同期検波整流器b1によつて
同期検波整流すれば、前記ノイズ成分(2Hz)
は、その後における平滑素子c1による平滑値が
プラス/マイナス相殺されて0になる形に同期検
波整流されることになり、従つて、平滑素子c1
からは、本来の信号O1(1Hz)のみに対応する
正しい測定信号が得られることになる。また、上
記とは逆に、高い方の周波数信号(2Hz)を測定
信号とする系においても、低い方の周波数信号
(1Hz)の干渉ノイズ成分が同様にその平滑値が
プラス/マイナス相殺されて0になり、やはり、
測定誤差の無い正しい測定信号が得られること
が、第3図ロから容易に理解されよう。
In other words, for example, if one (lower) fluid modulation frequency F1 is 1 Hz and the other (higher) fluid modulation frequency F2 is an even multiple (twice) of that, 2 Hz, as shown in Figure 3A, In addition to the original signal O1 (1Hz), there is interference noise of the higher fluid modulation frequency (2Hz) in the signal that has passed through bandpass filter a1 in a system where the lower frequency signal (1Hz) is the measurement signal. Even if the noise component (2Hz) is mixed in, if the signal is synchronously detected and rectified by the synchronous detection rectifier b1, the noise component (2Hz) can be removed.
is synchronously detected and rectified so that the subsequent smoothing value by smoothing element c1 is canceled out by plus/minus and becomes 0. Therefore, smoothing element c1
, a correct measurement signal corresponding only to the original signal O1 (1 Hz) is obtained. Contrary to the above, even in a system where the higher frequency signal (2Hz) is the measurement signal, the smoothed value of the interference noise component of the lower frequency signal (1Hz) is similarly canceled out by plus/minus. It becomes 0, and as expected,
It will be easily understood from FIG. 3B that a correct measurement signal without measurement errors can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明に係るマルチ流体変調方式による
流体分析装置の具体的実施例を図面(第4図ない
し第9図)に基いて説明する。
Hereinafter, specific embodiments of a fluid analysis device using a multi-fluid modulation method according to the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 4 to 9).

第4図は第1実施例に係るマルチ流体変調方式
による流体分析装置の全体概略構成を示し、これ
は、例えば大気中や生産設備からの排気流体など
のサンプル流体中に含まれるNOxあるいはHyCz
などの濃度を分析するような場合に用いられる。
FIG. 4 shows the overall schematic configuration of a fluid analysis device using a multi - fluid modulation method according to the first embodiment. y C z
It is used when analyzing the concentration of etc.

さて、図示しているように、2つのサンプル流
体S1,S2(これは、もともと異なるものであ
つても、あるいは、後で詳述するように単一のサ
ンプル流体を2つの系に分流したものであつても
よい)を、夫々、流体変調手段V1,V2を用い
て、比較流体R1,R2(一般にはゼロガスが使
用される)により、互いに異なる周波数F1,F
2(ヘルツ)で流体変調した(つまり、サンプル
流体と比較流体とを所定の周波数で交互に通過さ
せた)後、それら流体変調された各サンプル流体
S1,S2,R1,R2を、ただ一個の検出器D
(センサー)を有する分析部Aへ、同時にかつ連
続的に供給するように構成してある。
Now, as shown in the figure, two sample fluids S1 and S2 (which may be originally different or, as will be explained in detail later, a single sample fluid divided into two systems) ) at different frequencies F1, F by means of comparison fluids R1, R2 (generally zero gas is used) using fluid modulation means V1, V2, respectively.
2 (hertz) (i.e., passing the sample fluid and the reference fluid alternately at a predetermined frequency), each fluid-modulated sample fluid S1, S2, R1, R2 is Detector D
The sample is configured to be simultaneously and continuously supplied to an analysis section A having a sensor (sensor).

なお、前記両流体変調手段V1,V2は、それ
らによる流体変調周波数F1,F2の比が偶数ま
たは偶数分の1になるように設定されている。つ
まり、一方の周波数(F1またはF2)がlHzで
ある場合には、他方の周波数(F2またはF1)
を2hlHz(hは整数)になるように設定してある。
本実施例の具体的数値は、F1=1Hz、F2=2Hz
(l=1、h=1)とされている。
The fluid modulation means V1 and V2 are set so that the ratio of their fluid modulation frequencies F1 and F2 is an even number or a fraction of an even number. In other words, if one frequency (F1 or F2) is lHz, the other frequency (F2 or F1)
is set to 2hlHz (h is an integer).
The specific values of this example are F1=1Hz, F2=2Hz
(l=1, h=1).

ところで、この実施例の場合には、前記分析部
Aにおける検出器Dとしては、一般に、NO検出
用のケミカルルミネツセンス検出器(CLD)、あ
るいは、メタン(CH4)検出用のフレームイオン
検出器(FID)などのように、サンプル流体が直
接通過するタイプのものが用いられるため、前記
流体変調された両サンプル流体S1,S2は、混
合状態で前記検出器Dへ供給される。
By the way, in the case of this embodiment, the detector D in the analysis section A is generally a chemical luminescence detector (CLD) for NO detection or a flame ion detector for methane (CH 4 ) detection. Since a type such as a detector (FID) through which the sample fluid directly passes is used, both the fluid-modulated sample fluids S1 and S2 are supplied to the detector D in a mixed state.

従つて、プリアンプ2を介して前記検出器Dか
ら出力される信号Oは、図中模式的に示している
ように、両サンプル流体S1,S2に対応する
個々の測定信号成分(O1,O2)が一括的に重
畳されたひとつの測定信号(O=O1+O2)とし
て得られることになる。
Therefore, the signal O output from the detector D via the preamplifier 2 has individual measurement signal components (O1, O2) corresponding to both sample fluids S1 and S2, as schematically shown in the figure. are obtained as a single measurement signal (O=O1+O2) in which these are collectively superimposed.

そこで、前記検出器Dからの出力信号Oを、第
4図においては概念的に例示しているように、周
波数分離回路3と信号整流回路4とを組み合わせ
て構成された電気回路から成る信号処理手段Bを
用いて、前記各サンプル流体S1,S2に対する
各変調周波数F1(1Hz)、F2(2Hz)の信号
成分O1,O2に分離して夫々整流処理するとい
う信号処理を行うことにより、前記各サンプル流
体S1,S2に関する分析値を得るようにしてあ
る。
Therefore, as conceptually illustrated in FIG. By using means B, signal processing is performed to separate signal components O1 and O2 of modulation frequencies F1 (1 Hz) and F2 (2 Hz) for each of the sample fluids S1 and S2, and rectify them, respectively. Analytical values regarding sample fluids S1 and S2 are obtained.

而して、前記信号処理手段Bの具体的な回路構
成は第5図に示すようなものとされている。
The specific circuit configuration of the signal processing means B is as shown in FIG.

即ち、前記プリアンプ2を介して検出器Dから
出力された信号Oを、互いに並列に設けられた複
数の信号処理系列(この例では2系列)に分岐
し、一方の信号処理系列には、サンプル流体S1
に対する変調周波数(1Hz)の信号O1のみを分
離して取り出す(通過させる)ためのバンドパス
フイルターa1を設けると共に、その後段に、サ
ンプル流体S1に対する流体変調手段V1に付設
された同期信号発生器1aからの同期信号(流体
変調手段V1による実際の流体変調動作を表す信
号:F1=1Hz)により、前記バンドパスフイル
ターa1のみでは不十分である虞れがある周波数
分離作用を補足してより一層精度の良い分離を行
えると同時に、分離された交流を直流に変換でき
るように、前記バンドパスフイルターa1からの
出力信号O1を同期整流するための同期検波整流
器b1を設け、更に、その後段に、前記同期検波
整流器b1からの出力信号を平滑化すると共に高
周波ノイズを除去するための平滑素子c1として
のローパスフイルター(L.P.F)を設け、また、
他方の信号処理系列には、サンプル流体S2に対
する変調周波数(2Hz)の信号O2のみを分離し
て取り出す(通過させる)ためのバンドパスフイ
ルターa2を設けると共に、その後段に、サンプ
ル流体S2に対する流体変調手段V2に付設され
た同期信号発生器1bからの同期信号(流体変調
手段V2による実際の流体変調動作を表す信号:
F2=2Hz)により、前記バンドパスフイルター
a2のみでは不十分である虞れがある周波数分離
作用を補足してより一層精度の良い分離を行える
と同時に、分離された交流を直流に変換できるよ
うに、前記バンドパスフイルターa2からの出力
信号O2を同期整流するための同期検波整流器b
2を設け、更に、その後段に、前記同期検波整流
器b2からの出力信号を平滑化すると共に高周波
ノイズを除去するための平滑素子c2としてのロ
ーパスフイルター(L.P.F)を設けたものであ
る。
That is, the signal O output from the detector D via the preamplifier 2 is branched into a plurality of signal processing series (two series in this example) provided in parallel with each other, and one signal processing series has a sample Fluid S1
A band pass filter a1 is provided for separating and extracting (passing) only the signal O1 having a modulation frequency (1 Hz) for the sample fluid S1, and a synchronizing signal generator 1a attached to the fluid modulation means V1 for the sample fluid S1 is provided at the subsequent stage. The synchronization signal from (signal representing the actual fluid modulation operation by the fluid modulation means V1: F1 = 1Hz) supplements the frequency separation effect, which may not be sufficient with the bandpass filter a1 alone, and improves accuracy. A synchronous detection rectifier b1 is provided for synchronously rectifying the output signal O1 from the bandpass filter a1 so that the separated alternating current can be converted into direct current at the same time as good separation of the two currents can be performed. A low pass filter (LPF) is provided as a smoothing element c1 for smoothing the output signal from the synchronous detection rectifier b1 and removing high frequency noise, and
The other signal processing line is provided with a bandpass filter a2 for separating and extracting (passing) only the signal O2 of the modulation frequency (2 Hz) for the sample fluid S2, and at the subsequent stage, a bandpass filter a2 for separating and extracting (passing) only the signal O2 at the modulation frequency (2 Hz) for the sample fluid S2. A synchronization signal from the synchronization signal generator 1b attached to the means V2 (a signal representing the actual fluid modulation operation by the fluid modulation means V2:
F2 = 2Hz), it is possible to supplement the frequency separation effect that may not be sufficient with the bandpass filter a2 alone, and to achieve even more accurate separation, and at the same time, it is possible to convert the separated alternating current into direct current. , a synchronous detection rectifier b for synchronously rectifying the output signal O2 from the bandpass filter a2.
2, and a low-pass filter (LPF) as a smoothing element c2 for smoothing the output signal from the synchronous detection rectifier b2 and removing high frequency noise is further provided at the subsequent stage.

上記のように構成されたマルチ流体変調方式に
よる流体分析装置によれば、前述の〔作用〕の欄
で詳細に説明したところから明らかなように、一
方の周波数信号を測定信号とする系における他方
の周波数信号の干渉ノイズ成分に起因する測定誤
差を確実にかつ容易に低減させることができる。
According to the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method configured as described above, as is clear from the detailed explanation in the [Operation] section above, in a system where one frequency signal is the measurement signal, the other frequency signal is used as the measurement signal. The measurement error caused by the interference noise component of the frequency signal can be reliably and easily reduced.

第6図は第2実施例に係るマルチ流体変調方式
による流体分析装置の要部概略構成を示し、これ
は、例えば大気中や生産設備からの排気流体など
のサンプル流体中に含まれるCOxなどの濃度を分
析するような場合に用いられる。
FIG. 6 shows a schematic configuration of main parts of a fluid analysis device using a multi - fluid modulation method according to the second embodiment. It is used when analyzing the concentration of

この場合には、装置分析部Aは、一般に、非分
散型赤外線分析計(NDIR)で構成され、従つ
て、検出器D(センサー)としては、コンデンサ
マイクロフオン方式あるいはマイクロフロー方式
等によるニユーマテイツク型検出器やサーモパイ
ルあるいは半導体等の固体検出器などのようにサ
ンプル流体が直接通過しないタイプのものが用い
られる。ただし、この図に示すように、分析部A
を、ただ一個のセルCを用いた所謂シングルセル
タイプのNDIRで構成する場合には、やはり、上
記第1実施例の場合と同様に、流体変調された両
サンプル流体S1,S2,R1,R2は、混合状
態で前記セルCへ供給され、そのセルCを通過す
る測定用赤外線の吸光度が検出器Dにより測定さ
れる。
In this case, the analyzer section A is generally composed of a non-dispersive infrared analyzer (NDIR), and the detector D (sensor) is a pneumatic type using a condenser microphone method or a microflow method. A type of detector, such as a thermopile or a solid state detector such as a semiconductor, through which the sample fluid does not directly pass, is used. However, as shown in this figure, analysis section A
When configured with a so-called single-cell type NDIR using only one cell C, both sample fluids S1, S2, R1, R2 which are fluid-modulated are similar to the case of the first embodiment described above. are supplied to the cell C in a mixed state, and the absorbance of measurement infrared rays passing through the cell C is measured by a detector D.

なお、この実施例におけるその他の構成等につ
いては、上記第1実施例のものと同様であるか
ら、同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付
することにより、その説明は省略する。
The other configurations of this embodiment are the same as those of the first embodiment, so members having the same functions are designated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

第7図は第3実施例に係るマルチ流体変調方式
による流体分析装置の要部概略構成を示し、これ
も、COxなどの濃度を分析するような場合に用い
られる。
FIG. 7 shows a schematic configuration of main parts of a fluid analysis device using a multi-fluid modulation method according to a third embodiment, and this is also used when analyzing the concentration of CO x or the like.

この場合には、分析部Aを、2個のセルC1,
C2を有する所謂ダブルセルタイプの非分散型赤
外線分析計(NDIR)で構成してあるから、流体
変調された両サンプル流体S1,S2,R1,R
2は、互いに混合されること無く、各別のセルC
1,C2内へ供給されることになるが、それら両
セルC1,C2を通過した各測定用赤外線の吸光
度は、1個の検出器Dにより同時に測定される。
なお、図示はしていないが、前記2個のセルC
1,C2には、例えば、その一方にCO測定用の
ソリツドフイルターが、そして、他方にCO2測定
用のソリツドフイルターが、夫々、付設されてい
る。
In this case, the analysis section A is divided into two cells C1,
Since it is configured with a so-called double cell type non-dispersive infrared analyzer (NDIR) having C2, both sample fluids S1, S2, R1, R
2 are each separate cell C without being mixed with each other.
The absorbance of each measuring infrared ray that has passed through both cells C1 and C2 is simultaneously measured by one detector D.
Although not shown, the two cells C
1 and C2, for example, a solid filter for CO measurement is attached to one side, and a solid filter for CO 2 measurement is attached to the other side.

また、この実施例におけるその他の構成等につ
いては、前記第1実施例および第2実施例のもの
と同様であるから、同じ機能を有する部材には同
じ参照符号を付することにより、その説明は省略
する。
Further, since the other configurations of this embodiment are the same as those of the first and second embodiments, members having the same functions are given the same reference numerals, and the description thereof will be simplified. Omitted.

ところで、前記2つのサンプル流体S1,S2
は、例えば2つの排気流路から各別に導いてくる
場合のように、もともと異なるものであつてもよ
いし、あるいは、第8図に例示するように、単一
のサンプル流体S0を2つの系に分流したもので
あつてもよい。これは、一般に、同一サンプル流
体S0中のCOとCO2とか、NOとNO2とか、メタ
ンとメタン以外のHC(NMHC)とを同時連続測
定する場合などに適用されるが、その場合には、
図示しているように、少なくとも一方の系に、
NO2をNOに変換するための、あるいは、COを
CO2に変換するためコンバータ5とか、図示はし
ていないが、ノンメタン除去装置、あるいは、所
要のフイルターなどが設けられるのが普通であ
る。なお、この第8図に例示しているように、前
記比較流体R1,R2についても、共通のものR
0(例えばゼロガス)を用い得るように構成して
もよい。
By the way, the two sample fluids S1 and S2
may be originally different, for example, when they are introduced separately from two exhaust channels, or, as illustrated in FIG. 8, a single sample fluid S0 may be introduced into two systems It may also be a branched stream. This is generally applied when simultaneously and continuously measuring CO and CO 2 , NO and NO 2 , methane and HC other than methane (NMHC) in the same sample fluid S0. ,
As shown, in at least one system,
For converting NO 2 to NO or CO
Although not shown, a converter 5 for converting the CO 2 to CO 2 is normally provided, as is a non-methane removal device or a necessary filter. Incidentally, as illustrated in FIG. 8, the comparison fluids R1 and R2 also have a common fluid R
0 (for example, zero gas) may be used.

また、前記各流体変調手段V1,V2は、サン
プル流体S1,S2と比較流体R1,R2とを所
定の周波数で交互に切り換え得るものでありさえ
すれば、その構成は任意であり、例えば、第9図
イに示すようなロータリーバルブで構成してもよ
く、あるいは、第9図ロに示すような4方切換電
磁弁で構成してもよく、また、図示はしていない
が、3方切換電磁弁を用いて構成しても差し支え
無い。
Further, each of the fluid modulation means V1 and V2 may have any configuration as long as it can alternately switch between the sample fluids S1 and S2 and the comparison fluids R1 and R2 at a predetermined frequency. It may be configured with a rotary valve as shown in Figure 9A, or it may be configured with a four-way switching solenoid valve as shown in Figure 9B, or a three-way switching valve, although not shown. There is no problem in configuring it using a solenoid valve.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したところから明らかなように、本発
明に係るマルチ流体変調方式による流体分析装置
によれば、前述した先願に係るマルチ流体変調方
式による流体分析装置と同様の種々の利点が十分
に保持されている上に、特に、両流体変調手段
を、それらによる流体変調周波数の比が偶数また
は偶数分の1になるように設定する、という容易
に実施例できる実用的な手段を用いるのみであり
ながら、一方の周波数信号を測定信号とする系に
おける他方の周波数信号の干渉ノイズ成分に起因
する測定誤差等を確実に低減させることができ
る、という優れた効果が発揮されるのである。
As is clear from the above detailed description, the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method according to the present invention fully provides the same various advantages as the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method according to the earlier application. Moreover, in particular, it is only necessary to use the easily implemented practical means of setting both fluid modulation means such that the ratio of the fluid modulation frequencies by them is an even number or a fraction of an even number. However, in a system in which one frequency signal is used as a measurement signal, it is possible to reliably reduce measurement errors caused by interference noise components of the other frequency signal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は、本発明に係るマルチ流
体変調方式による流体分析装置の基本的概念、お
よび、その要部の具体的構成の説明図(クレーム
対応図)を示し、また、第3図イ,ロは夫々その
作用の説明図を示している。そして、第4図ない
し第9図は本発明に係るマルチ流体変調方式によ
る流体分析装置の各種具体的実施例を示し、第4
図は第1実施例の全体概略構成図、第5図はその
要部具体的回路構成図であり、第6図は第2実施
例の要部概略構成図であり、第7図は第3実施例
の要部概略構成図であり、第8図は各実施例に対
する補足説明のための要部概略構成図であり、第
9図イ,ロは夫々各実施例に対する別の補足説明
のための要部概略構成図である。更に、第10図
ないし第12図は、本発明の技術的背景ならびに
先行技術における問題点を説明するためのもので
あつて、第10図および第11図は、先行技術に
かかるマルチ流体変調方式による流体分析装置の
基本的概念、および、その要部の具体的構成の説
明図を示し、そして、第12図イ,ロは夫々その
問題点の説明図を示している。 S1,S2:サンプル流体、R1,R2:比較
流体、F1,F2:流体変調周波数、V1,V
2:流体変調手段、A:分析部、D:検出器、
B:信号処理手段、O:検出器Dからの出力信
号、O1,O2:各サンプル流体S1,S2に対
する各変調周波数F1,F2の信号成分、a1,
a2:バンドパスフイルター、b1,b2:同期
検波整流器、c1,c2:ローパスフイルター。
FIGS. 1 and 2 show the basic concept of a fluid analysis device using a multi-fluid modulation method according to the present invention, and explanatory diagrams (diagrams corresponding to claims) of the specific configuration of its main parts. Figures A and B show explanatory diagrams of their effects, respectively. 4 to 9 show various specific embodiments of the fluid analysis device using the multi-fluid modulation method according to the present invention.
5 is a schematic diagram of the overall configuration of the first embodiment, FIG. 5 is a specific circuit diagram of the main part thereof, FIG. 6 is a schematic diagram of the main part of the second embodiment, and FIG. 7 is a diagram of the main part of the third embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram of the main part of the embodiment, and FIG. 9 is a schematic diagram of the main part for supplementary explanation of each embodiment, and FIGS. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of main parts. Furthermore, FIGS. 10 to 12 are for explaining the technical background of the present invention and problems in the prior art, and FIGS. 10 and 11 illustrate the multi-fluid modulation system according to the prior art. 12A and 12B show explanatory diagrams of the basic concept of a fluid analyzer and the specific configuration of its main parts, and FIGS. 12A and 12B respectively show explanatory diagrams of the problems. S1, S2: Sample fluid, R1, R2: Comparison fluid, F1, F2: Fluid modulation frequency, V1, V
2: fluid modulation means, A: analysis section, D: detector,
B: Signal processing means, O: Output signal from detector D, O1, O2: Signal components of each modulation frequency F1, F2 for each sample fluid S1, S2, a1,
a2: band pass filter, b1, b2: synchronous detection rectifier, c1, c2: low pass filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 2つの(また2つの系に分流された)サンプ
ル流体を、夫々、比較流体により互いに異なる周
波数で流体変調するための流体変調手段と、 ただ一個の検出器を有すると共に、前記流体変
調された各サンプル流体が同時にかつ連続的に供
給される分析部と、 前記分析部における前記検出器からの出力信号
を、前記各サンプル流体に対する各変調周波数の
信号成分に分離して夫々整流および平滑化処理す
ることにより、前記各サンプル流体に関する分析
値を得るために、前記検出器からの出力信号か
ら、前記各変調周波数付近の帯域の信号のみを
夫々通過させる2つのバンドパスフイルターを互
いに並列的に設けると共に、前記各バンドパスフ
イルターの後段に、その通過帯域周波数に対応す
る流体変調手段による実際の流体変調動作に同期
して、そのバンドパスフイルターからの出力信号
を検波整流する同期検波整流器を設け、かつ、前
記各同期検波整流器の後段に、それからの出力信
号を平滑化するための平滑素子を設けて成る信号
分析手段とから構成してあり、 更に、前記両流体変調手段を、それらによる流
体変調周波数の比が偶数または偶数分の1になる
ように設定してある、 ことを特徴とするマルチ流体変調方式による流体
分析装置。
[Claims] 1. Fluid modulation means for fluid modulating two sample fluids (also divided into two systems) at mutually different frequencies by a comparison fluid, and having only one detector, and , an analysis section to which each of the fluid-modulated sample fluids is simultaneously and continuously supplied, and an output signal from the detector in the analysis section is separated into signal components of each modulation frequency for each of the sample fluids. two bandpass filters that respectively pass only signals in bands around the respective modulation frequencies from the output signal from the detector in order to obtain analytical values regarding the respective sample fluids through rectification and smoothing processing, respectively; are provided in parallel with each other, and the output signal from the bandpass filter is detected and rectified in synchronization with the actual fluid modulation operation by the fluid modulation means corresponding to the pass band frequency at the subsequent stage of each of the bandpass filters. A signal analysis means comprising a synchronous detection rectifier and a smoothing element provided at a subsequent stage of each of the synchronous detection rectifiers for smoothing the output signal therefrom; A fluid analysis device using a multi-fluid modulation method, characterized in that the ratio of the fluid modulation frequencies thereof is set to be an even number or a fraction of an even number.
JP62328734A 1987-12-11 1987-12-24 Fluid analyzer by multi-fluid modulation system Granted JPH01169339A (en)

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JP62328734A JPH01169339A (en) 1987-12-24 1987-12-24 Fluid analyzer by multi-fluid modulation system
US07/278,046 US5102806A (en) 1987-12-11 1988-11-30 Method for analyzing fluid by multi-fluid modulation mode
AT88120269T ATE87739T1 (en) 1987-12-11 1988-12-05 METHOD AND DEVICE FOR ANALYZING LIQUIDS USING MULTI-FLUID MODULATION.
DE19883879897 DE3879897T2 (en) 1987-12-11 1988-12-05 Method and device for analyzing liquids using multi-liquid modulation methods.
EP19880120269 EP0319887B1 (en) 1987-12-11 1988-12-05 Method and apparatus for analyzing fluids by multi-fluid modulation modes
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