专利名称：气体分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体分析装置，尤其涉及在配管内流动试样气体中对测定光进行投光受光，分析规定成分的浓度的气体分析装置。
背景技术：
在从燃烧煤或重质油的蒸汽发生器排出的燃烧排气中，包括硫黄氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)等成分。
作为用于分析包含于气体中的各成分的含有量的气体分析装置，有例如如下装置:与配管中的气体流路交叉地配置探测器，使从光源向气体出射的测定光由配置在探测器的顶端部的反射器反射，基于被反射的测定光的信息分析试样气体的成分浓度的装置(例如，参照美国专利第5781306号说明书)。
图14是示意性显示以往的气体分析装置所用的探测器的截面图。
图14所示的探测器A包括，内部可通过测定光的中空的管状的探测管B，该探测管B与烟道C内的气体流路交叉地安装于配管侧壁D。
配管侧壁D包括用于安装探测器A的安装部E，通过凸缘F探测器A被安装于安装部
E0
探测器A的基端部设有向探测管B内出射测定光的发光部G、和接收反射光的受光部H，探测器A的端部设有将来自发光部G的测定光反射到受光部H侧的反射器I。
采用这样的探测器A的气体分析装置中，能够将烟道C中的气体导入探测管B内，从发光部G出射并由反射器I反射的测定光由受光部G受光，根据该测定光的特性分析气体中的各成分。
将在烟道C中流动的试样气体导入探测管B内时，试样气体通过探测管B到达发光部G、受光部H、反射器I等光学系统构件，这些光学系统构件暴露于高温的试样气体，有粉尘造成的污染或腐蚀等导致的劣化的担心。
因此，为了防止光学系统构件暴露于高温的试样气体，在探测器A设置吹扫气体提供部J，向发光部G、受光部H与探测管B的测定区域之间提供吹扫气体。
又，可以构成为:通过配置于探测管B内的吹扫气体提供管(图未示)，向探测管B的顶端部提供吹扫气体，防止反射器I暴露于试样气体。
这样的探测器A的构造中，有可能产生在探测管B和安装部E之间产生与烟道C直接连通的间隙K。
烟道C中流动的气体为燃烧排气时，其温度为100°C 400°C，气体流速为5m/sec 25m/sec0因此，烟道C内流动的气体的一部分流入间隙K时，通过以外界气温被导入到探测管B的吹扫气体，使其在间隙内被冷却，结果，在间隙附近的上游侧的气体温度与下游侧的气体温度产生温差。
这样，一旦周围的气体温度产生不均匀，与之对应地，探测管B的温度也变得不均匀，尤其是，在测定光通过内部中空的光学系统的探测器中，可能产生热透镜效应现象。
这样，由于热透镜效应现象的影响，会产生测定光轴摆动、偏移等问题，受光部中的受光状态变得不稳定，导致测定精度恶化的问题。
又，在温度分布不 均匀的状态下，即使光学测定系统的光轴调整在探测器设置之后立即进行，也可能产生偏差，因此需要等到温度稳定之后再进行光轴调整。
进一步的，在预先设有安装部E的配管侧壁D安装不同形状 尺寸的探测器时，需要配合探测器的外形变更安装部E的形状，有增加工时和费用的问题。
为了避免光学测定系统的温度分布不均匀，考虑采用加热器和温度控制系统，要求确保安全性的系统构建，从而导致费用的上升和装置的大型化。
又，探测管B的基端部由多个部件构成，其内径并非均一。由此，向探测管B的内部提供吹扫气体时，探测管B内的吹扫气体中产生乱流，测定光的光路可能产生温度差。
探测管B内存在温度差时，由于热透镜效应现象的影响，作为测定光的激光束摆动，产生光轴偏离等问题，受光部中的受光状态变得不稳定，有测定精度恶化的问题。
又，在对探测管B的顶端部提供吹扫气体时，由于在吹扫气体提供管的配置位置产生探测管B内的温度差，使得由于热透镜效应现象的影响，可能导致无法获得高的测定精度。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的课题为，在通过光学测定系统测定配管内流动气体浓度的气体分析装置中，防止基于温度分布的不均匀的热透镜效应现象的发生，提高测定精度。
解决问题的手段
下面，对多个实施方式作为解决问题的手段进行说明。这些实施方式根据需要可进行任意组合。
本发明的一方面涉及的气体分析装置包括:管状构件、光学系统构件、吹扫气体提供部、遮蔽板。
管状构件包括向在配管内流动的试样气体的规定测定区域投射测定光和/或接收来自测定区域的测定光的光路，贯通配管侧壁地被安装。光学系统构件对测定区域内的试样气体投射测定光和/或接收来自测定区域的测定光。吹扫气体提供部向位于测定光的光路上的、位于光学系统构件和测定区域之间的区域提供吹扫气体。遮蔽板在抑制试样气体流入管状构件和配管侧壁的间隙的位置设置有一个或多个。
该气体分析装置中，通过设置遮蔽板，试样气体难以流入到位于配管侧壁内的管状构件的周围。因此，不需要另外设置加热器或温度控制系统等功能部，可使构成于管状构件内测定光的光路上的温度分布不会发生激烈的变化，由此可防止热透镜效应现象导致的测定精度的降低。
配管侧壁包括，配置于管状构件的周围的、与管状构件的外周面之间形成间隙的筒状内壁面，一个或多个遮蔽板可固定于管状构件。
该气体分析装置中，遮蔽板固定于管状构件，遮蔽板与管状构件的移动一起移动。因此，遮蔽板的设置和拆除不需要特别的作业和构造。
气体分析装置还包括安装于配管侧壁、内周面与管状构件的外周面之间形成间隙的安装辅助构件，一个或多个遮蔽板可固定于安装辅助构件的内周面。
这种情况下，对应于管状构件的外径设于安装辅助构件的遮蔽板的形状或尺寸能够预先进行设计，不管配管侧壁的状态，可防止试样气体流入管状构件的位于配管侧壁内的外周面。因此，安装作业变得简单，能够省略初期工时。
多个遮蔽板可在管状构件的轴向隔开间隙地配置。
该气体分析装置中，由于多个遮蔽板在管状构件的轴向隔开间隙地配置，因此试样气体难以流入位于配管侧壁内的管状构件的周围。吹扫气体提供部可包括，与管状构件的内壁面隔开第2间隙地配置在管状构件的内部的吹扫气体提供管，吹扫气体提供管具有中空部，该中空部包括:用于向光学系统构件和测定区域之间的区域提供吹扫气体的吹扫气体流路和测定光的光路。
该气体分析装置中，吹扫气体提供管与管状构件的内壁面隔开第2间隙进行配置，因此通过吹扫气体提供管的吹扫气体可与外部空气隔热。又，管状构件由于包括:与用于安装于配管侧壁的凸缘接合的接合部、与用于导入吹扫气体的配管接合的接合部、与光学系统构件接合的接合部等，即使其内径不均匀，通过采用具有相对于光轴方向没有阶差的平滑的内径的吹扫气体提供管，吹扫气体不会产生乱流，由此可抑制热透镜效应现象的发生。吹扫气体提供管的内径可采用例如全长范围具有均等内径的结构。以上的结果是，不产生测定光的摆动、且通过光学系统构件进行气体分析处理的测定精度得到提高，进一步的，设置时的光轴调整等的初期设定可在短时间内容易地进行。
气体分析装置可使在吹扫气体提供管的中空部流动的吹扫气体为层流。
考虑在内部流动的吹扫气体的流速，通过确定吹扫气体提供管的直径，若使雷诺数变小的话，可避免吹扫气体产生乱流而导致温度分布的不均匀。例如，如前所述，通过采用全长范围具有均等内径的吹扫气体提供管，通过进一步地使得内部的吹扫气体为层流，可抑制外部导入的热引起的热透镜效应现象的发生所导致的测定光的摆动，从而提供测定精度。
吹扫气体提供管的顶端最好配置于测定区域的端部附近。
这种情况下，可防止导入测定区域的试样气体流入光学系统构件侧，防止光学系统构件的劣化或污损。又，可防止测定区域的端部附近的温度分布的不均匀。
气体分析装置可进一步包括:设于吹扫气体提供管的端部、从测定区域遮蔽第2间隙的第2遮蔽板。
这种情况下，试样气体不流入第2间隙，可抑制管状构件的温度分布产生不均。又，通过第2遮蔽板对第2间隙密闭，该第2间隙的隔热效果提高，可防止外界气温的影响导致的温度分布的不均匀。
第2间隙构成，用于向光学系统构件和测定区域之间的区域提供吹扫气体的第2吹扫气体流路，气体分析装置可进一步包括为搅拌通过第2吹扫气体流路的吹扫气体而设于第2间隙的搅拌部。
这种情况下，通过吹扫气体提供管提供到测定区域的一端的吹扫气体，通过第2间隙而使吹扫气体提供管内隔热，从而不容易受到外界气温的影响。进一步的，通过吹扫气体提供管和管状构件之间的第2间隙的吹扫气体，由搅拌部被搅拌而使温度分布均匀，因此向吹扫气体提供管的热传递均匀，因此存在于测定光的光路的吹扫气体的温度维持均匀，可进一步抑制热透镜效应现象。
为将在配管内流动的试样气体导入内部中空的测定区域，管状构件可配置为与配管内的试样气体的流路交叉。进一步的，光学系统构件可包含第I光学系统构件和第2光学系统构件。该第I光学系统构件包括:设于管状构件的第I端、将测定光出射到测定区域的发光部，和接收通过了测定区域内的试样气体的测定光的受光部。又，第2光学系统构件包括将来自设于管状构件的第2端的发光部的照射光反射到受光部侧的反射器。进一步的，气体分析装置可进一步包括，与第2间隙连通并且顶端位于第2光学系统构件的附近的顶端部吹扫气体提供管。然后，可通过第2吹扫气体流路和顶端部吹扫气体提供管，向第2光学系统构件附近提供吹扫气体。
这种情况下，通过经由吹扫气体提供管提供至测定区域的一端的吹扫气体在第2间隙通过，吹扫气体提供管内被隔热，不容易受到外界气温的影响。进一步的，通过第2间隙的吹扫气体被搅拌部搅拌，温度分布变得均匀，因此由于向着吹扫气体提供管的热传递为均匀，存在于测定光的光路的吹扫气体的温度维持均匀，可进一步抑制热透镜效应现象。
搅拌部可包括用于搅拌通过第2间隙的吹扫气体而设于吹扫气体提供管的外壁面的I个或多个隔板。
作为隔板，例如，可在吹扫气体提供管的轴向分离地设置I个或多个用于将第2间隙分隔为多个区域的圆板状构件，从而可将第2间隙分割为多个区域。此时，吹扫气体流入由圆板状构件分隔的区域时，通过第2间隙而产生乱流，在该区域内被搅拌。因此，通过第2间隙的吹扫气体被搅拌，使得温度分布均匀化，向吹扫气体提供管的热传递变得均匀，因此可抑制热透镜效应现象的发生。
图1是第I实施方式的气体分析装置的立体图。
图2是第I实施方式的气体分析装置的侧视图。
图3是第2实施方式的气体分析装置的立体图。
图4是第2实施方式的气体分析装置的侧视图。
图5是第3实施方式的气体分析装置的侧截面图。
图6是第4实施方式的气体分析装置的要部截面图。
图7是第5实施方式的气体分析装置的要部截面图。
图8是第6实施方式的气体分析装置的侧视图。
图9是第6实施方式的气体分析装置的要部放大截面图。
图10是第7实施方式的气体分析装置的要部放大截面图。
图11是第7实施方式的气体分析装置的要部放大截面图。
图12是第8实施方式的气体分析装置的要部放大截面图。
图13是第9实施方式的气体分析装置的要部立体图。
图14是以往实例的气体分析装置的要部说明图。
具体实施例方式 (第I实施方式)
图1是显示本发明的第I实施方式涉及的气体分析装置I的构成的立体图，图2为其侧视图。
气体分析装置I包括:探测管11 (管状构件的一例)、分析单元12、凸缘13、导光管14。
分析单元12包括发光部15、受光部16、控制部17。
发光部15为对作为测定对象的气体通过导光管14和探测管11出射作为测定光的激光束的光源，由用于照射直线性高的规定波长范围的光的红外激光振荡装置等构成。受光部16为接收通过烟道内的测定对象气体而入射的测定光的受光元件。
控制部17控制来自发光部15的激光束的出射，基于受光部16受光的测定光进行对作为测定对象的气体的成分分析。
分析单元12通过导光管14和凸缘13与探测管11连接。
探测管11形成为内部中空的圆筒状，配置为与构成于配管侧壁51内部的烟道50内的气体流S正交。
在探测管11的测定区域，设有位于气体流S的下游侧以将气体导入探测管11内的开口 18。图示的例中，构成为在开口 18设有多个加强肋19以维持探测管11的强度。这样的开口 18的形状或加强肋19的个数不限于图示的实例。
在探测管11的顶端部设有用于反射从分析单元12的发光部15出射的测定光的反射器20。
反射器20将从发光部15出射的测定光反射到受光部16侧，以角锥棱镜构成。
气体分析装置I安装于，构成烟道50的配管侧壁51 (配管侧壁的一例)的安装部52。安装部52可由例如，安装于配管侧壁51的开口 53的设置用管54(筒状内壁面的一例)构成。
设置用管54为具有比气体分析装置I的探测管11的外径大的内径的圆筒状的构件，通过焊接或螺丝固定等固定于配管侧壁51。
又，设置用管54包括用于固定气体分析装置I的安装凸缘55，气体分析装置I的凸缘13通过焊接或螺丝固定于该安装凸缘55，由此使得气体分析装置I间接固定于配管侧壁51。
设置用管54的内径优选配合容纳到内部的探测管11的外径，构成为不产生间隙，但代替规格不同的机种时，如果采用既存的设置用管54，可能在探测管11和设置用管54之间产生间隙56 (间隙的一例)。
又，考虑替换探测管11的情况或替换气体分析装置I本身的情况，考虑预先设置为稍大的内径具有余量的设置用管54。此时，可能在探测管11和设置用管54之间产生间隙56。
为了使得在烟道50流动的气体流S的一部分不会流入这样的探测管11与设置用管54的间隙56中，而设置遮蔽板21 (遮蔽板的一例)。
遮蔽板21设在配管侧壁51的内表面57(配管侧壁的内表面的一例)附近。这样，设有遮蔽板21的为烟道50侧，因此可抑制试样气体流入间隙56。
该装置中，通过设置遮蔽板21，试样气体难以流入位于配管侧壁51内的探测管11的周围。因此，不需要另外设置加热器或温度控制系统等的功能部，可使得在探测管11内构成的测定光的光路上的温度梯度为连续，结果，可防止热透镜效应现象导致的测定精度的下降。
遮蔽板21为固定于探测管11的外周面的圆板状的构件，外边缘与设置用管54的内周面靠近或抵接。靠近的情况下，从试样气体的遮断的观点来看，间隙优选较小。又，抵接的情况下，间隙56被遮蔽，试样气体的遮断效果提高。
图示的例中，沿探测管11的长度方向，以规定间隔配置三个遮蔽板21。这样，多个遮蔽板21在探测管11的轴向隔开空隙地配置，因此试样气体难以流入间隙56。
该装置中，固定遮蔽板21的是探测管11，与探测管11的移动一起遮蔽板21也移动。因此，遮蔽板21的设置和安装不需要特別的作业和构造。
探测管11和设置用管54之间的间隙56到达配管侧壁51的外表面附近，因此100°C 400°C的温度下的烟道50内的气体流的一部分流入间隙56到达配管侧壁51的外表面附近时，随着与外界气温的温度差而被冷却。但，该实施方式中，通过在探测管11的外表面设置突出的遮蔽板21，防止气体流的一部分流入间隙56，由此防止探测管11产生温度分布的不均匀。
图示的例中，在稍离开配管侧壁51的内表面57的位置设置遮蔽板21，若在配管侧壁51的内表面57附近，则温度分布不均匀减少。
又，通过遮蔽板21抑制配管侧壁51的厚度方向的空气层的对流。因此，可抑制安装部52附近的温度变化。如图所示，在配管侧壁51的厚度方向以规定间隔配置三个遮蔽板21时，由于形成三个隔热层，可进一步抑制空气层的对流。
又，该实施例中，虽然例示了设置三个遮蔽板21，但不限于此，通过设置一个或两个遮蔽板21也可获得前述效果，进一步的，也可设置四个以上的遮蔽板21。
进一步的，遮蔽板21也可为在配管侧壁51的厚度方向具有规定厚度的块状的板。
遮蔽板21可由与探测管11相同的耐热性、耐腐蚀性高的金属材料构成,可通过例如，焊接或螺丝固定等安装于探测管11的外表面。
探测管11为通过固定于凸缘13呈现单边支撑的状态，因此遮蔽板21的外径设为与设置用管54的内径大致相同时，通过遮蔽板21和设置用管54的接触，可稳定支撑探测管11的中间部。因此，通过将遮蔽板21设在探测管11，也可防止配置在气体流S中的探测管11的振动。
又，实施例中，吹扫气体提供部22，23位于探测管11的测定区域两端并提供吹扫气体。吹扫气体防止发光部15、受光部16、反射器20等光学构件暴露于试样气体。第I吹扫气体提供部22提供的吹扫气体通过导光管14被提供到探测管11。又，吹扫气体提供部23提供的吹扫气体通过配置在导光管14和探测管11内的吹扫气体提供管(图未示)，被提供至探测管11的顶端部。
位于探测管11的测定区域两端的上游侧，设有切口孔24，25。
从第I吹扫气体提供部22提供至探测管11内的吹扫气体，通过从探测管11的切口孔24流入并向下游侧流动的气体流S，被防止流入探测管11内的测定区域侧，防止测定区域中吹扫气体导致的测定误差的产生。又，通过第I吹扫气体提供部22提供的吹扫气体可防止从切口孔24流入的气体流S流入分析单元12侧，从而可防止发光部15和受光部16等的光学系统的污染和腐蚀等。
通过从探测管11的切口孔25流入并向下游侧流动的气体流S，防止从第2吹扫气体提供部23提供至探测管11顶端侧的吹扫气体流入探测管11内的测定区域侧，防止测定区域中吹扫气体造成的测定误差的产生。又，通过吹扫气体提供部23提供的吹扫气体，可防止切口孔25流入的气体流S流入反射器20侧，防止反射器20的污染和腐蚀。
以上。第I实施方式例示了，将本发明构成适用于进行反射型光学系统测定的气体分析装置的情况。
进行反射光学系统测定时，基于从发光部15出射、通过探测管11的内部、由反射器20反射、再次通过探测管11的内部、在受光部16中受光的测定光，进行分析。
因此，从发光部15出射、由受光部16受光的测定光两次通过安装部52附近，由于设置了遮蔽板21从而不产生温度分布的不均匀，可维持高的测定精度，并能够在短时间内容易地进行设置时的光轴调整。
探测管11的形状不限定于前述的构成，也可以构成为具有能够通过测定光的内部中空，其截面也可为多边形、椭圆形、或其复合形状。
(第2实施方式)
图3为本发明的第2实施方式的气体分析装置的立体图，图4为其侧视图。
第2实施方式的气体分析装置61为发光部和受光部在相对位置设置的透过型的气体分析装置，包括发光部单元62和受光部单元72。
发光部单元62包括:发光部63、第I导光管64、第I凸缘65、第I套筒66 (管状构件的一例)。
发光部63为对作为测定对象的气体通过第I导光管64和第I套筒66出射作为测定光的激光束的光源，可由用于照射直线性高的规定波长范围的光的红外激光振荡装置等构成。
第I套筒66形成为内部中空的圆筒状，配置为与构成于配管侧壁81内部的烟道80内的气体流S正交。
发光部单元62中，设有吹扫气体提供部68，通过该吹扫气体提供部68向第I套筒66提供吹扫气体。
吹扫气体用于使得发光部63的光学系统构件不被暴露于试样气体。吹扫气体提供部68提供的吹扫气体通过第I导光管64被提供到第I套筒66。
提供到第I套筒66的吹扫气体在第I套筒66的顶端部中，与试样气体一起流入烟道80内。这样，可防止烟道80内流动的试样气体流入发光部63侦U。
发光部单元62安装于构成烟道80的配管侧壁81 (配管侧壁的一例)的第I安装部82。
第I安装部82可由，例如，安装于配管侧壁81的开口 83的第I设置用管84(筒状内壁面的一例)构成。
第I设置用管84为具有比第I套筒66的外径大的内径的圆筒状的构件，通过焊接或螺丝固定等固定在配管侧壁81。
又，第I设置用管84具有用于固定发光部单元62的第I安装凸缘85，通过发光部单元62的第I凸缘65通过焊接或螺丝固定被固定于该第I安装凸缘85，发光部单元62间接地固定于配管侧壁81。
第I设置用管84的内径与收容于内部的第I套筒66的外径相配，优选构成为不产生间隙，但在替换规格不同的机种时，如果采用现有的第I设置用管84，则可能在第I套筒66和第I设置用管84之间产生间隙86 (间隙的一例)。
又，考虑替换第I套筒66的情况或替换发光部单元62本身的情况，考虑预先使第I设置用管84的内径具有余地地设置为较大的部件。此时，也在第I套筒66和第I设置用管84之间产生间隙86。
为了使得烟道80流动的气体流S的一部分不流入这样的第I套筒66和第I设置用管84的间隙86，设置有遮蔽板67 (遮蔽板的一例)。
遮蔽板67设置在位于配管侧壁81的内表面87(配管侧壁的内表面的一例)附近。这样，设置遮蔽板67的是烟道80侧，因此可抑制试样气体流入间隙86。
遮蔽板67为固定于第I套筒66的外周面的圆板状的构件，外边缘与第I设置用管84的内周面靠近或抵接。靠近的情况，从试样气体的遮断观点来看，优选是间隙较小，但通过遮蔽板67的外边缘和第I设置用管84的内周面之间具有间隙，可简单地将第I套筒66卸下，校正作业变得容易。又，抵接的情况下，间隙86被遮蔽，试样气体的遮断效果提高。
图示的实例中，沿第I套筒66的长度方向，以规定间隔配置三个遮蔽板67。这样，多个遮蔽板67在第I套筒66的轴向隔开间隙地被配置，因此试样气体难以流入间隙86。
受光部单元72包括:受光部73、第2导光管74、第2凸缘75、第2套筒76 (管状构件的一例)。
受光部73为接收通过烟道内的测定对象气体而入射的测定光的受光元件。
受光部73可构成为进一步包括基于受光元件接收的测定光、进行试样气体的浓度计算等气体分析的分析部，受光部73也可构成为还具有通过无线或有线与发光部单元62连接、用于控制发光部63、受光部73的控制部。
第2套筒76形成为内部中空的圆筒状，配置为与配管侧壁81内部构成的烟道80内的气体流S正交。
受光部单元72设有吹扫气体提供部78，向第2套筒76提供吹扫气体。
吹扫气体使得受光部73的光学系统构件不暴露于试样气体。吹扫气体提供部78提供的吹扫气体通过第2导光管74被提供至第2套筒76。
提供至第2套筒76的吹扫气体在第2套筒76的顶端部，与试样气体一起流入烟道80内。这样，可防止烟道80内流动的试样气体流入受光部73侦U。受光部单元72安装于构成烟道80的配管侧壁81 (配管侧壁的一例)的第2安装部
92。
第2安装部92配置于与第I安装部82相对的位置，可由例如，安装于配管侧壁81的开口 93的第2设置用管94 (筒状内壁面的一例)构成。
第2设置用管94为具有比第2套筒76的外径大的内径的圆筒状的构件，通过焊接或螺丝固定等固定于配管侧壁81。
又，第2设置用管94包括用于固定受光部单元72的第2安装凸缘95，受光部单元72的第2凸缘75通过焊接或螺丝固定于该第2安装凸缘95，将受光部单元72间接地固定于配管侧壁81。
第2套筒76和第2设置用管94之间，与发光部单元62侧一样地，具有间隙96 (间隙的一例)，为了不使在烟道80流动的气体流S的一部分流入该间隙96，在第2套筒76的外表面设有遮蔽板77。
遮蔽板77与遮蔽板67 —样，抑制试样气体流入间隙96。
该气体分析装置61中，通过向第I套筒66和第2套筒76提供吹扫气体，可防止发光部63和受光部73的光学系统构件暴露于在烟道80流动的试样气体，并将测定对象区域确定在第I套筒66和第2套筒76的顶端部间的区域。
以上情况下，为了防止在烟道80流动的试样气体的一部分流入到第I套筒66和第I设置用管84的间隙以及第2套筒76和第2设置用管94的间隙中，第I套筒66和第2套筒76上分别设有遮蔽板67、77。
这样，试样气体的上游侧和下游侧中的温度分布变得均匀，第I套筒66和第2套筒76的温度分布也变得均匀。因此，可减少热透镜效应现象，提高测定精度，同时可在短时间内容易地进行设置中的光轴调整。
(第3实施方式)
图5为本申请发明的第3实施方式的气体分析装置100的侧截面图。
第3实施方式的气体分析装置100为发光部和受光部在相对位置设置的透过型的气体分析装置，在发光部侧和受光部侧，分别至少有一个遮蔽板119、164设置在配管侧壁151的内表面156附近。
气体分析装置100包括配置在配管侧壁151的相对位置的第I单元110和第2单元
130。
第I单元110包括，分析单元111、第I导光管115、第I凸缘116、第I套筒117(管状构件的一例)。
分析单元111包括，发光部112、受光部113和控制部114。
发光部112为，对作为测定对象的气体出射通过第I导光管115和第I套筒117的作为测定光的激光束的光源，由照射直线性高的规定波长范围的光的红外激光振荡装置等构成。
受光部113为接收通过烟道内的测定对象气体而入射的测定光的受光元件。
控制部114控制来自发光部112的激光束的出射，基于受光部113所接收的测定光进行作为测定对象的气体的成分分析。
分析单元111通过第I导光管115和第I凸缘116与第I套筒117连接。
第I套筒117形成为内部中空的圆筒状，在提供从发光部112出射的测定光的通路的同时，兼作为吹扫气体的引导通路。
第I单元110的第I导光管115中，设有吹扫气体提供部118，通过该吹扫气体提供部118向第I套筒117提供吹扫气体。
吹扫气体使得发光部112和受光部113的光学系统构件不被暴露于试样气体。吹扫气体提供部118提供的吹扫气 体通过第I导光管115被提供至第I套筒117。
提供给第I套筒117的吹扫气体，在第I套筒117的顶端部，与试样气体一起流入烟道150内。这样，可防止烟道150内流动的试样气体流入分析单元111侦U。
第I单元110安装于构成烟道150的配管侧壁151 (配管侧壁的一例)的第I安装部
152。
第I安装部152包括设于例如，配管侧壁151的开口 153(筒状内壁面的一例)的第I安装凸缘154。
为了遮蔽第I安装部152的开口 153与第I套筒117的间隙155(间隙的一例)，而安装遮蔽板119 (遮蔽板的一例)。
遮蔽板119设在配管侧壁151的内表面156(配管侧壁的内表面的一例)附近。这样，设有遮蔽板119的是烟道150侧，因此可抑制试样气体流入间隙155。
遮蔽板119为固定于第I套筒117的外周面的圆板状的构件，外边缘与开口 153的内周面靠近或抵接。靠近情况下，从试样气体的遮断的观点来看，优选间隙较小。又，抵接的情况下，间隙155被遮蔽，试样气体的遮断效果提高。
第2单元130包括，反射器131、第2导光管132、第2凸缘133、第2套筒134。
反射器131将从发光部112出射的测定光反射至受光部113侧，可由角锥棱镜构成。
反射器131通过第2导光管132和第2凸缘133与第2套筒134连接。
第2套筒134形成为内部中空的圆筒状，提供从发光部112出射的测定光的通路，同时兼作吹扫气体的引导通路。
第2单元130的第2导光管132中，设有第2吹扫气体提供部101，借此向第2套筒134提供吹扫气体。
吹扫气体用于使得反射器131不被暴露于试样气体中。第2吹扫气体提供部101提供的吹扫气体通过第2导光管132提供至第2套筒134。
提供至第2套筒134的吹扫气体，在第2套筒134的顶端部与试样气体一起流入烟道150内。这样，可防止在烟道150内流动的试样气体流入反射器131侦U。
第2单元130安装于构成烟道150的配管侧壁151的第2安装部160。
第2安装部160包括，例如，设置在配管侧壁151的开口 161的第I安装凸缘162。
为了遮蔽第2安装部160的开口 161与第2套筒134的间隙163，安装有遮蔽板164。
遮蔽板164与遮蔽板119相同，抑制试样气体流入间隙163。
该气体分析装置100中，通过向第I套筒117和第2套筒134提供吹扫气体，防止发光部112、受光部113和反射器131的光学系统构件暴露于在烟道150流动的试样气体,并将测定对象区域特定于第I套筒117和第2套筒134的顶端间的区域。图示例中，构成为与配管侧壁151的内表面156大致相同位置处，具有第I套筒117和第2套筒134的顶端。
为了防止在烟道150流动的试样气体的一部分流入第I套筒117与开口 153的间隙和第2套筒134与开口 161的间隙，在第I套筒117和第2套筒134分别设置遮蔽板119、164。
这样，试样气体的上游侧和下游侧中的温度分布变均匀，热透镜效应现象降低，测定精度提高，且可容易地在短时间内进行设置时的光轴调整。
(第4实施方式)
图6是显示第4实施方式涉及的气体分析装置200的要部的截面图。
第4实施方式中，说明遮蔽板的构造和安装对象的变形例。
气体分析装置200具有与第I实施方式中同样的探测管11、分析单元(图未示)、凸缘
13、导光管14，省略对其详细说明。
配管侧壁51包括用于固定气体分析装置200的安装凸缘55。
安装凸缘55上安装有安装辅助构件210 (安装辅助构件的一例)。
安装辅助构件210配置在配管侧壁51的开口 53内，包括:包围探测管11的一部分的管状的本体部211、和通过焊接或螺丝固定等方式固定于安装凸缘55的凸缘部212。
安装辅助构件210的本体部211为中空管状，具有在与探测管11的外周面之间形成间隙213(间隙的一例)的内周面。
又，安装辅助构件210包括安装于其内周面的遮蔽板214 (遮蔽板的一例)。遮蔽板214包括探测管11插入中央部分的开口 215。
遮蔽板214的内边缘和探测管11的外周面优选抵接，或者靠近。
安装辅助构件210可配合探测管11的尺寸进行预先设计，因此开口 215的内径也可与探测管11的外径大致相同，此时，遮蔽板214的内边缘与探测管11的外周面抵接。因此，可通过遮蔽板214遮断烟道50和间隙213，提高隔热效果。
换言之，对应于探测管11的外径设于安装辅助构件210的遮蔽板214的形状或尺寸可预先设计，与配管侧壁的状态没有关系，可防止试样气体流入探测管11的位于配管侧壁内的外周面。因此，安装作业变简单，可省略初期工时。
校正时，通过变更安装辅助构件210的安装位置，能够进行调整作业，不拆卸探测管11，因此使作业工程简化。
至少一个遮蔽板214设于配管侧壁51的内表面57附近。图示的例中，三个遮蔽板214配置为在探测管11的轴方向隔开间隙。
这样的第4实施方式中，安装辅助构件210的本体部211设有遮蔽板214，因此可防止烟道50内流动的试样气体的一部方流入位于配管侧壁51内的区域的探测管11的周围。
因此，即使探测管11的内部流动吹扫气体，由于位于配管侧壁51内的探测管11的周围温度稳定，因此测定光的光路上的温度分布稳定，轴方向的温度梯度变为连续，可防止热透镜效应现象的发生。
安装辅助构件210的遮蔽板214可设有对应于探测管11的外径的开口 215。因此，如果具有能够插入安装辅助构件210的形状 尺寸的开口 53，不管怎样的配管侧壁51中都可通过安装辅助构件210安装探测管11。
图示的例中，安装辅助构件210的本体部211与配管侧壁51的内周面之间具有间隙。此时，安装辅助构件210 的本体部211与配管侧壁的开口 53之间，有可能流入试样气体的一部分，但安装辅助构件210与探测管11之间的间隙213作为隔热层，可抑制向探测管11内部流动的吹扫气体的热传递。
前述的第2实施方式中的第I套筒66和配管侧壁81的开口 83之间，第2套筒76和配管侧壁81的开口 93之间，可分别安装具有前述那样的遮蔽板的安装辅助构件。
又，第3实施方式中的第I套筒117和配管侧壁151的开口 153之间，第2套筒134和配管侧壁81的开口 161之间，可分别安装具有前述那样的遮蔽板的安装辅助构件。
(第5实施方式)
图7是显示第5实施方式涉及的气体分析装置300的要部的截面图。
气体分析装置300包括:与第I实施方式同样的探测管11、分析单元(图未示)、凸缘
13、导光管14，省略对其详细说明。
配管侧壁51包括用于固定气体分析装置300的安装凸缘55。
探测管11通过凸缘13被安装于安装凸缘55。
探测管11 和导光管14的内壁面隔开间隙311，配置有吹扫气体提供管310。吹扫气体提供管310可由配置于探测管11内的部分与配置于导光管14内的部分一体形成，也可在凸缘13部分分割为探测管11侧和导光管14侧。
吹扫气体提供管310为具有中空部的管状，设有连接有第I吹扫气体提供部22的连接口 312。第I吹扫气体提供部22提供的吹扫气体通过连接口 312提供到吹扫气体提供管310的中空部，向顶端部方向流动。
又，吹扫气体提供管310的中空部构成为，从发光部(图未示)出射的测定光通过反射器(图未示)侧、由反射器反射通过探测管11的测定区域的测定光在受光部(图未示)侧通过的光路。
吹扫气体提供管310从第I吹扫气体提供部22的连接口 312至位于探测管11的测定区域端部附近的顶端部具有大致均匀的内径。
吹扫气体提供管310的内径优选根据其与通过内部的吹扫气体的流速的关系，使得吹扫气体的气流为层流，吹扫气体提供管310的内径优选设定为使得雷诺数不足2300。
吹扫气体提供管310的顶端部构成为位于探测管11的测定区域的一端，与导入探测管11内的试样气体冲突并流入烟道50内。
这样，通过吹扫气体提供管310导入到探测管11的内部的吹扫气体防止光学系统构件被试样气体污染，并定义光学系统构件测定的测定区域。
探测管11上设有，遮蔽与配管侧壁51的开口 53的间隙56的遮蔽板313。
遮蔽板313设置在配管侧壁51的内表面57附近，防止通过烟道50内的试样气体的一部分，流入探测管11和配管侧壁51的开口 53之间的间隙56。
遮蔽板313的径向的外边缘优选为与开口 53的内周面抵接，但即使有稍许间隙，也有防止试样气体的流入的效果。
这样，通过将遮蔽板313设置于探测管11的外表面，可防止试样气体流入位于配管侧壁51内的探测管11的周围。
该第5实施方式中，由于吹扫气体提供管310的内部中空作为测定光的光路，因此由于吹扫气体提供管310和探测管11的间隙311的隔热效果，光路上中的温度梯度为连续，可以防止由于温度分布的不均匀导致的热透镜效应现象的发生。
又，通过遮蔽板313，可防止试样气体流入位于配管侧壁51内的探测管11的周围，因此吹扫气体提供管310内部的吹扫气体的温度分布均匀，光学系统构件的测定精度得到提闻。
将反射器等的第2光学系统构件安装于探测管11的顶端部时，为保护第2光学系统构件不受试样气体干扰，将吹扫气体提供至顶端部。
向探测管11的顶端部提供吹扫气体时，可以构成为利用探测管11和吹扫气体提供管310之间的间隙311，将吹扫气体引导至测定区域的一端，采用另外设置的顶端部吹扫气体提供管(图未示)，将吹扫气体引导至探测管11的顶端。
此时，导光管14中，设有与第2吹扫气体提供部23连接的连接口 314，第2吹扫气体提供部23提供的吹扫气体通过探测管11与吹扫气体提供管310之间的间隙311被引导至探测管11的顶端部方向。
此时，在吹扫气体提供管310的外表面设有一个或多个隔板315。
隔板315可由其外边缘与探测管11的内周面具有规定的间隙的圆板状的构件构成。通过该隔板315，探测管11和吹扫气体提供管310之间的间隙311被分割为多个空洞部，各空洞部通过隔板315的外边缘和探测管11的内周面的间隙连通。
第2吹扫气体提供部23提供的吹扫气体通过探测管11和吹扫气体提供管310之间的间隙311时，由于隔板315与探测管11的间隙导致流路突然变窄，在空洞部流路突然变宽，产生乱流，并被搅拌使得温度分布均匀化。
因此，能够不对通过吹扫气体提供管310的内部的吹扫气体的温度分布产生影响，维持测定光的光路上的温度梯度的连续。
又，由于预先搅拌的温度分布被均匀化，因此通过顶端部吹扫气体提供管内的吹扫气体到达设于探测管11的顶端部的光学系统构件的期间，不会对测定区域内的试样气体的温度造成影响。
对前述的第2实施方式中的第I套筒66、第2套筒76分别设置吹扫气体提供管的情况下，也可适用遮蔽板的构成。
又，在第3实施方式中的第I套筒117、第2套筒134分别设置吹扫气体提供管的情况下，也可适用遮蔽板的构成。
(其他实施方式)
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内可做各种变更。尤其是，可根据需要对本说明书中的多个实施方式和变形例进行任意组合。
例如，探测器的种类、气体的种类、遮蔽板的位置、遮蔽板的数量、遮蔽板的形状、遮蔽板的尺寸、遮蔽板的安装构造，可以各自进行变形组合。
(第6实施方式)
图8是显示本发明的第6实施方式涉及的气体分析装置I的构成的侧视图，图9为其要部放大截面图。
第6实施方式涉及的气体分析装置I具有与第I实施方式的气体分析装置I大致相同的构成。
又，气体分析装置I包括流量控制单元48，以将吹扫气体Pa提供至第I吹扫气体提供部22和第2吹扫气体提供部23。流量控制单元48中，压力通过调节器(图未示)控制，通过一边观察流量计(图未示)一边进行针型阀(图未示)的调整来控制流量。
图9是探测管11的一端侧中的截面图。
与探测管11和导光管14的内壁面隔开第2间隙28地设置吹扫气体提供管26(吹扫气体提供管的一例)。吹扫气体提供管26的配置在探测管11内的部分和配置在导光管14内的部分可形成为一体，也可在凸缘13部分分割为探测管11侧和导光管14侦U。
吹扫气体提供管26为具有中空部的管状，设有连接有第I吹扫气体提供部22的连接口 30。第I吹扫气体提供部22提供的吹扫气体通过连接口 30被提供至吹扫气体提供管26的中空部，向顶端部27方向流动。
又，吹扫气体提供管26的中空部构成，从发光部15出射的测定光通过反射器20侧，由反射器20反射并通过探测管11的测定区域的测定光通过受光部16侧的光路。
吹扫气体提供管26从第I吹扫气体提供部22的连接口 30至位于探测管11的测定区域端部的附近的顶端部27具有大致均匀的内径。
由于如此地吹扫气体提供管26的顶端配置在测定区域的端部附近，因此可防止被导入测定区域的试样气体流入光学系统构件侧，防止光学系统构件的劣化或污损。还可防止测定区域的端部附近的温度分布的不均匀。
在吹扫气体提供管26的顶端部27，设有遮蔽顶端部27与探测管11之间的第2间隙28的第2遮蔽板29。因此，试样气体不流入第2间隙28，可抑制探测管11的温度分布的不均匀的产生。又，第2间隙28由第2遮蔽板29被密闭，因此该第2间隙28的隔热效果变高，可防止外界气温的影响导致的温度分布不均匀。
位于探测管11的测定区域的一方的端部的上游侧设有切口孔24。切口孔24中，流入气体流S。
如图9所示，吹扫气体提供管26的顶端部27中，吹扫气体Pa和气体流S相互冲突。通过气体流S防止吹扫气体Pa流入探测管11内的测定区域侧。结果，可减少测定区域中吹扫气体导致的测定误差。又，通过吹扫气体Pa，可防止切口孔24流入的气体流S流入分析单元12侧。由此，可防止发光部15和受光部16等的光学系统的污染和腐蚀等。因此，优选为切口孔24的大小形成为比吹扫气体提供管26的内径更大，以使通过切口孔24流入探测管11内的气体流S横穿吹扫气体提供管26的中空部整个截面。
该实施方式中，探测管11在凸缘13侧以单侧支撑的方式安装于配管侧壁51。因此，凸缘13附近的安装部、第I吹扫气体提供部22的接合部、分析单元12的接合部等中、探测管11为复杂构造，其内径可能有不均匀的情况。即使在这样的情况下，可通过吹扫气体提供管26对探测管11的测定区域一端，提供层流状态的吹扫气体，防止温度分布的不均匀。
考虑内部流动的吹扫气体的流速，通过确定吹扫气体提供管26的内径，若减少雷诺数，则能够防止吹扫气体中产生乱流导致温度分布的不均匀。例如，如前所述，通过采用全长范围具有均等内径的吹扫气体提供管26，进一步使内部的吹扫气体为层流，抑制来自外部的热导致热透镜效应现象的发生所造成的测定光的摆动，可提高测定精度。
又，通过流量控制单元48的流量控制，可确实地获得上述的层流状态。
又，探测管11和吹扫气体提供管26之间的第2间隙28由第2遮蔽板29密闭，通过该第2间隙28的隔热效果，可防止通过吹扫气体提供管26的吹扫气体产生由外界气温的影响引起的温度分布不均匀。
又，第2吹扫气体提供部23提供的吹扫气体通过配置在导光管14和探测管11内的吹扫气体提供管(图未示)，被提供至探测管11的顶端部，与从探测管11的切口孔25流入流向下游侧的气体流S—起被导入到烟道50内。这样，可防止吹扫气体流入探测管11内的测定区域侧，消除测定区域中由于吹扫气体造成的测定误差。又，通过第2吹扫气体提供部23提供的吹扫气体，可防止切口孔25流入的气体流S流入反射器20侧，防止反射器20的污染和腐蚀。此时，通过使得切口孔25的大小大于吹扫气体提供管的内径，可防止从吹扫气体提供管流入的吹扫气体流入测定区域。
如图8所示，遮蔽板21设于探测管11时，不会有气体流S的一部分流入设置用管54和探测管11的间隙56的情况，可进一步提高防止温度分布不均匀的效果。但是，本实施方式中遮蔽板21并非必需。
吹扫气体提供管26的形状只要是具有测定光能够通过的内部中空的结构即可，其截面也可以为为多边形、椭圆形，或其复合形状。
该装置中，由于吹扫气体提供管26被配置为与探测管11的内壁面隔开第2间隙28，因此可使得通过吹扫气体提供管26的吹扫气体与外界空气隔热。又，由于探测管11包括，用于安装于配管侧壁的与凸缘接合的接合部、用于导入吹扫气体的与配管接合的接合部、与光学系统构件接合的接合部等，即使其内径不均匀，通过采用具有相对于光轴方向没有阶差的平滑的内径的吹扫气体提供管26，也不会导致吹扫气体中产生乱流，由此可抑制热透镜效应现象的发生。吹扫气体提供管26的内径，例如，采用全长范围具有均等内径的结构。以上的结果是，没有测定光的摆动，可提高光学系统构件的气体分析处理的测定精度，进一步的，设置时的光轴调整等初期设定可在短时间容易地进行。
(第7实施方式)
图10和图11是本发明的第7实施方式的气体分析装置的要部截面图。
第7实施方式中,对与第6实施方式相同形态的构成要素赋予相同符号,省略对其详细说明。
第7实施方式中的气体分析装置I与第6实施方式同样地包括:探测管11、分析单元(图未示)、凸缘(图未示)、导光管14，通过安装于分析单元的发光部和受光部进行测定光的投光和受光，以进行试样气体的浓度分析。
在探测管11的中空部设置有与探测管11的内壁面隔开间隙的吹扫气体提供管26。
吹扫气体提供管26为具有中空部的管状，设有与第I吹扫气体提供部22连接的连接口 30。第I吹扫气体提供部22提供的吹扫气体通过连接口 30被提供至吹扫气体提供管26的中空部，向顶端部27方向流动。
探测管11中，设有连接有第2吹扫气体提供部23的连接口 31。通过第2吹扫气体提供部23连接于该连接口 31，第2吹扫气体提供部23提供的吹扫气体可导入探测管11和吹扫气体提供管26的第2间隙28。
吹扫气体提供管26的顶端部27中，设有遮蔽与探测管11之间的第2间隙28的第2遮蔽板29，第2遮蔽板29上设有开口 32。第2遮蔽板29的开口 32连接有，用于将吹扫气体提供至设于探测管11的顶端的反射器20附近的顶端部吹扫气体提供管33 (顶端部吹扫气体提供管的一例)。
在位于探测管11的测定区域的两端的上游侧，设有切口孔24、25。切口孔24、25中，流入气体流S。
如图10所示，吹扫气体提供管26的顶端部27中，吹扫气体Pa和气体流S相互冲突。由气体流S防止吹扫气体Pa流入探测管11内的测定区域侧。结果，可消除测定区域中吹扫气体造成的测定误差。又，吹扫气体Pa防止气体流S流入分析单元12侧。结果，可防止发光部15和受光部16等光学系统的污染和腐蚀等。
如图11所示，切口孔25和顶端部吹扫气体提供管33的顶端附近，吹扫气体Pa和气体流S相互冲突。从顶端部吹扫气体提供管33提供至探测管11顶端的吹扫气体Pa与从探测管11的切口孔25流入并流向下游侧的气体流S —起被导入烟道50内。这样，可防止吹扫气体Pa流入探测管11内的测定区域侧，测定区域中吹扫气体Pa导致的测定误差得以消减。又，吹扫气体Pa防止气体流S流入到反射器20侧。结果，可防止反射器20的污染和腐蚀。
由此，第2遮蔽板29的开口 32和顶端部吹扫气体提供管33设在偏离探测管11的中心部的位置，以避免妨碍从切口孔24、25导入的试样气体的流路，如图所示，通过将顶端部吹扫气体提供管33设在探测管11内的气体流S的下游侧，可防止切口孔24、25导入的气体流与顶端部吹扫气体提供管33冲突产生对流。为向作为反射器20的表面的测定光的光路提供吹扫气体，顶端部吹扫气体提供管33的顶端部优选为设置在气体流的上游侧或反射器的中心部。
探测管11与吹扫气体提供管26的第2间隙28中，在吹扫气体提供管26的外表面设有多个隔板34 (隔板的一例)。
探测管11为圆筒状时，为了使隔板34与探测管11的内壁面之间能够形成规定的间隔35，隔板34由直径比探测管11的内径小的圆板构成。这样，探测管11和吹扫气体提供管26的第2间隙28为，由隔板34分隔的多个环状的空洞部36 (搅拌部的一例)通过间隔35连通的构造。又，隔板34不限于圆板状，只要是将第2间隙28划分为多个空洞部36的同时、通过间隔35连通各空洞部36的构成即可，可根据探测管11的内壁面的形状或吹扫气体提供管26的形状进行适当变更。
第2吹扫气体提供部23提供的吹扫气体通过连接口 31流入第2间隙28，通过位于吹扫气体提供管26的顶端部27的开口 32流入到顶端部吹扫气体提供管33。
第2间隙28内流动的吹扫气体由于在隔板34的位置通过间隔35，而导致流路变窄，一旦进入空洞部36流路突然变宽，因此形成如图10的箭头A，B, C所示的紊流。
因此，在第2间隙28内流动的吹扫气体在空洞部36内被搅拌，使得沿作为第2间隙28的外周的探测管11的内壁面通过的气流、和沿吹扫气体提供管26的外壁面通过的气流混
入
口 ο
这样，提供至顶端部吹扫气体提供管33的吹扫气体通过通过第2间隙28而使温度分布均匀。因此，通过配置于测定区域的顶端部吹扫气体提供管33的吹扫气体与导入探测管11内的试样气体的温度差变小，即探测管11的温度分布变得均匀，因此可防止热透镜效应现象的发生。
综上，第2间隙28构成用于向光学系统构件与测定区域之间的区域提供吹扫气体的第2吹扫气体流路。第2间隙28中，为了搅拌通过第2吹扫气体流路的吹扫气体，设有空洞部36。
此时，由顶端部吹扫气体提供管33提供至测定区域的一端的吹扫气体通过第2间隙28，使得端部吹扫气体提供管33内被隔热，难以受到外界气温的影响。进一步的，由于通过第2间隙28的吹扫气体通过空洞部36被搅拌，温度分布变得均匀，因此朝顶端部吹扫气体提供管33的热传递方式均匀，在测定光的光路上的吹扫气体的温度维持均匀，可进一步抑制热透镜效应现象。
如上所述，气体分析装置包括:为了将在配管内流动的试样气体导入内部中空内的测定区域，与配管内的试样气体的流路交叉地配置的探测管11 ;设于其第I端并使测定光出射至测定区域的发光部和接收通过测定区域内的试样气体的测定光的受光部；以及设于探测管11的第2端并将发光部的照射光反射到受光部侧的反射器20，在该气体分析装置中进一步设有顶端部吹扫气体提供管33。
端部吹扫气体提供管33与第2间隙28连通，且顶端位于反射器20的附近。然后，通过作为第2吹扫气体流路的第2间隙28与顶端部吹扫气体提供管33，向反射器20附近提供吹扫气体。
此时，经由顶端部吹扫气体提供管33被提供到测定区域的一端的吹扫气体通过第2间隙28，使得顶端部吹扫气体提供管33内被隔热，难以受到外界气温的影响。进一步的，通过第2间隙28的吹扫气体由作为搅拌部的空洞部36被搅拌，使得温度分布均匀，由此向顶端部吹扫气体提供管33的热传递方式变得均匀，存在于测定光的光路上的吹扫气体的温度维持均匀，进一步抑制热透镜效应现象。
(第8实施方式)
图12是显示本发明的第8实施方式的气体分析装置的要部放大立体图。
第8实施方式说明搅拌部的变形例。
第8实施方式中,对于与第6实施方式和第7实施方式相同形态的构成要素赋予相同符号，省略对其详细说明。
第8实施方式中的气体分析装置I与第6实施方式同样，包括:探测管11、分析单元(图未示)、凸缘(图未示)、导光管(图未示)，通过安装于分析单元的发光部和受光部，进行测定光的投光和受光，从而进行试样气体的浓度分析。
探测管11的中空部中，与探测管11的内壁面隔开间隙地配置吹扫气体提供管26。
吹扫气体提供管26为具有中空部的管状，从第I吹扫气体提供部(图未示)将提供至中空部的吹扫气体引导至顶端部27侦U。
探测管11连接第2吹扫气体提供部(图未示)，第2吹扫气体提供部提供的吹扫气体被导入探测管11与吹扫气体提供管26的第2间隙28。
在吹扫气体提供管26的顶端部27，设置有遮蔽吹扫气体提供管26与探测管11间的第2间隙28的第2遮蔽板29。第2遮蔽板29设有开口 32，在探测管11的顶端部侧，引导吹扫气体的顶端部吹扫气体提供管33连接于开口 32。
此时同样，如图示，通过将顶端部吹扫气体提供管33设在探测管11内的气体流S的下游侧，可防止从切口孔24导入的气体流与顶端部吹扫气体提供管33冲突并产生对流。
吹扫气体提供管26的外壁面设有螺旋状的突条构件40 (隔板的一例)。突条构件40的外周也可以与探测管11的内壁面抵接，也可为在外周和探测管11的内壁面之间存在间隙的构成。通过该突条构件40，在探测管11和吹扫气体提供管26的间隙中，构成沿吹扫气体提供管26的外壁面旋转的螺旋状的气体通过通路41 (搅拌部的一例)。
第2吹扫气体提供部提供的吹扫气体被导入探测管11和吹扫气体提供管26的间隙，朝着开口 32流动。此时，吹扫气体沿着设在吹扫气体提供管26的外壁面的突条构件40螺旋状行进，在气体通过通路41内被搅拌直到达到开口 32。
这样，通过提供至顶端部吹扫气体提供管33的吹扫气体通过第2间隙28，使温度分布达到均匀。因此，通过配置在测定区域的顶端部吹扫气体提供管33的吹扫气体、与导入探测管11内的试样气体的温度差减少，由此探测管11的温度分布变得均匀，可防止热透镜效应现象的发生。
(第9实施方式)
图13是本申请发明的第9实施方式的气体分析装置100的侧截面图。
气体分析装置100包括，配置在与配管侧壁151相对的位置的第I单元110和第2单元 130。
第I单元110包括:分析单元111、第I导光管115、第I凸缘116、第I套筒117 (管状构件的一例)。
分析单元111包括发光部112、受光部113和控制部114。
发光部112可由，作为对作为测定对象的气体通过第I导光管115和第I套筒117出射作为测定光的激光束的光源的、用于照射直线性高的规定波长范围的光的红外激光振荡装置等构成。
受光部113为接收通过烟道内的测定对象气体入射的测定光的受光元件。
控制部114控制来自发光部112的激光束的出射，基于受光部113接收的测定光进行作为测定对象的气体的成分分析。
分析单元111通过第I导光管115和第I凸缘116与第I套筒117连接
第I单元Iio的第I导光管115和第I套筒117的内侧中，隔开第2间隙144配置有第I吹扫气体提供管。第I吹扫气体提供管120可以由配置在第I套筒117内的部分和配置在第I导光管115内的部分一体形成,也可以在第I凸缘116部分,分割为第I套筒117侧和第I导光管115侧。
第I吹扫气体提供管120为具有中空部的管状，设有连接有第I吹扫气体提供部121的连接口 122。第I吹扫气体提供部121提供的吹扫气体通过连接口 122被提供至第I吹扫气体提供管120的中空部，向顶端部方向流动。
这样，第I吹扫气体提供管120的中空部，提供了第I吹扫气体提供部121提供的吹扫气体的引导通路，且提供了从发光部112出射的测定光的通路。
第I吹扫气体提供管120，从连接口 122到位于配管侧壁151的内周面附近的顶端部129、具有大致均匀的内径。
这样，通过第I吹扫气体提供管120的中空部的吹扫气体可为层流，防止基于温度分布的不均匀的热透镜效应现象的发生。
第I导光管115中，设有连接有第2吹扫气体提供部123的连接口 124。通过将第2吹扫气体提供部123与该连接口 124连接，第2吹扫气体提供部123提供的吹扫气体可导入第I套筒117和第I吹扫气体提供管120的第2间隙144。
又，为了将吹扫气体Pa提供至第I吹扫气体提供部121和第2吹扫气体提供部123，设有流量控制单元148。流量控制单元148中，调节器(图未示)控制压力、一边观察流量计(图未示)一边进行针型阀(图未示)的调整，以控制流量。
第I套筒117和第I吹扫气体提供管120的第2间隙144中，第I吹扫气体提供管120的外表面设有多个隔板125 (隔板的一例)。
第I套筒117为圆筒状时，隔板125由直径比第I套筒117的内径小的圆板构成，使得隔板125与第I套筒117的内壁面之间可形成规定的间隔126。这样，形成为第I套筒117和第I吹扫气体提供管120的第2间隙144构成为，由隔板125分隔的多个环状的空洞部127 (搅拌部的一例)通过间隔126连通的构造。又，隔板125不限定于圆板状，只要是将第2间隙157分割为多个空洞部127，并将各空洞部127通过间隔126连通的构成即可，其可根据第I套筒117的内壁面的形状或第I吹扫气体提供管120的形状进行适当变更。
第2吹扫气体提供部123提供的吹扫气体通过连接口 124流入第2间隙157，通过多个空洞部127被引导至烟道150内。
在第2间隙144内流动的吹扫气体在隔板125的位置处通过间隔126，使得流路变窄，一旦进入空洞部127，流路突然变宽，因此形成如图7的箭头A、B、C所示的紊流。
因此，在第2间隙144内流动的吹扫气体在空洞部127内被搅拌，沿第I套筒117的内壁面通过的气流、和沿第I吹扫气体提供管120的外壁面通过的气流混合。
这样，在第2间隙157内流动的吹扫气体的温度分布变得均匀，防止在第I吹扫气体提供管120的内部流动的吹扫气体受到外部空气的不均匀的温度影响，使得测定光的光路中的温度分布变得均匀。结果，可防止热透镜效应现象的发生，提高测定精度。
图13所示的例中，第I套筒117和第I吹扫气体提供管120之间的第2间隙157在顶端部份朝着烟道150开放，但也可在该顶端部份设置第2遮蔽板。此时，通过在第I吹扫气体提供管120的顶端部的气体流S的更上游侧，于第2遮蔽板设置开口，能够有效地使得防止试样气体到达光学系统构件的吹扫气体流动。
又，通过将这样的第2遮蔽板设于第I吹扫气体提供管120的顶端部129，可将第I吹扫气体提供管120的顶端部129固定于第I套筒117，防止第I吹扫气体提供管120的顶端部129振动，提高测定精度。
第I安装部152包括，例如，设于配管侧壁151的开口 153的第I安装凸缘154。
为了遮蔽第I安装部152的开口 153和第I套筒117的间隙155，安装遮蔽板128。
遮蔽板128设于配管侧壁151的内表面156附近。这样，由于遮蔽板128设在烟道150侦牝因此可抑制试样气体流入间隙155。
遮蔽板128为固定于第I套筒117的外周面的圆板状的构件，外边缘与开口 153的内周面靠近或抵接。靠近的情况下，从试样气体的遮断的观点考虑优选间隙较小。又，抵接的情况下，间隙155被遮蔽，试样气体的遮断效果提高。
图示的实例中，示出一个遮蔽板119安装于第I套筒117的实例，但也可将多个遮蔽板在第I套筒117的轴向隔开间隙地配置，此时，试样气体更加难以流入间隙155。又，本实施方式中，遮蔽板119并非必需。
第2单元130包括:反射器131、第2导光管132、第2凸缘133、第2套筒134 (管状构件的一例)。
反射器131将从发光部112出射的测定光反射至受光部113侧，可以由角锥棱镜构成。
反射器131通过第2导光管132和第2凸缘133与第2套筒134连接。
在第2单元130的第2导光管132和第2套筒134的内侧，隔开第2间隙135地配置有第2吹扫气体提供管136。第2吹扫气体提供管136也可形成为配置在第2套筒134内的部分与配置在第2导光管132内的部分形成为一体，也可为在第2凸缘133部分分割为第2套筒134侧和第2导光管132侧。
第2吹扫气体提供管136为具有中空部的管状，设有连接有第3吹扫气体提供部137的连接口 138。第3吹扫气体提供部137提供的吹扫气体通过连接口 138被提供到第2吹扫气体提供管136的中空部，向顶端部方向流动。
这样，第2吹扫气体提供管136的中空部提供第3吹扫气体提供部137提供的吹扫气体的引导通路，并提供了从发光部112出射由反射器131反射的测定光的通路。
第2吹扫气体提供管136从连接口 138至位于配管侧壁151的内周面附近的顶端部145具有大致均匀的内径。
这样，可将通过第2吹扫气体提供管136的中空部的吹扫气体形成为层流，防止基于温度分布的不均匀的热透镜效应现象的发生。
第2导光管132中，设有连接第4吹扫气体提供部139的连接口 140。通过将第4吹扫气体提供部139连接于该连接口 140，第4吹扫气体提供部139提供的吹扫气体可导入第2套筒134和第2吹扫气体提供管136的第2间隙135中。
又，为了将吹扫气体Pa提供至第3吹扫气体提供部137和第4吹扫气体提供部139，设置流量控制单元149。流量控制单元149中，压力通过调节器(图未示)控制，一边查看流量计(图未示)一边进行针型阀(图未示)的调整，用以控制流量。
第2套筒134与第2吹扫气体提供管136的第2间隙135中，在第2吹扫气体提供管136的外表面设有多个隔板141。
第2套筒134为圆筒状时，为使得隔板141与第2套筒134的内壁面之间形成规定的间隔142，隔板141由直径比第2套筒134的内径小的圆板构成。这样，第2套筒134和第2吹扫气体提供管136的第2间隙135为，隔板141所分隔的多个环状的空洞部143由间隔142连通的构造。又，隔板141不限于圆板状，只要为在将第2间隙135分割为多个空洞部143的同时以间隔142连通各空洞部143的构成即可，可根据第2套筒134的内壁面的形状或第2吹扫气体提供管136的形状进行适当变化。
第4吹扫气体提供部139提供的吹扫气体通过连接口 140流入第2间隙135，通过多个空洞部143被引导到烟道150内。
在第2间隙135内流动的吹扫气体在隔板141的位置处通过间隔142，而流路变窄，一旦进入空洞部143流路突然变宽，形成与第I套筒117侧同样的乱流。
因此，在第2间隙135内流动的吹扫气体在空洞部143内被搅拌，沿第2套筒134的内壁面通过的气流、和沿第2吹扫气体提供管136的外壁面通过的气流相互混合。
这样，在第2间隙135内流动的吹扫气体的温度分布变均匀，防止在第2吹扫气体提供管136的内部流动的吹扫气体受到空气的影响，可使得测定光的光路上的温度分布变均匀。结果，能够防止热透镜效应现象的发生，并提高测定精度。
图13所示的实例中，第2套筒134也具有，与第2吹扫气体提供管136之间的第2间隙135朝着烟道150开放的构成，该顶端部分也可设有第2遮蔽板。此时，通过在第2吹扫气体提供管136的顶端部的气体流S的上游侧位置，在第2遮蔽板设置开口，可使得防止试样气体到达光学系统构件的吹扫气体有效地流动。
又，通过设置这样的第2遮蔽板于第2吹扫气体提供管136的顶端部145，可固定第2吹扫气体提供管136的顶端部145于第2套筒134，防止第2吹扫气体提供管136的顶端部145振动，以提高测定精度。
第2安装部160包括，例如，设于配管侧壁151的开口 161的第2安装凸缘162。
为了遮蔽第2安装部160的开口 161与第2套筒134的间隙163，安装遮蔽板164。
遮蔽板164设置在配管侧壁151的内表面156附近。这样，由于遮蔽板164设置在烟道150侧，因此可抑制试样气体流入间隙163。
遮蔽板164为固定于第2套筒134的外周面的圆板状的构件，外边缘与开口 161的内周面靠近或抵接。靠近的情况下，从试样气体的遮断的观点来看间隙优选较小。又，抵接的情况下，间隙163被遮蔽，试样气体的遮断效果提高。
图示的例中，示出一个遮蔽板164安装于第2套筒134的实例，但也可将多个遮蔽板在第2套筒134的轴向隔开间隙地配置，此时试样气体更难流入间隙163。
第9实施方式中，在具有进行投光受光的光学系统构件的第I单元110、和具有包括反射器的光学系统构件的第2单元130被安装于与配管侧壁151相对的位置时，通过吹扫气体防止试样气体到达光学系统构件，以防止光学系统构件的污染，且使得位于测定光的光路上的吹扫气体的温度分布均匀，以防止热透镜效应现象的发生。
第I套筒117和第2套筒134的顶端，也可以构成为比配管侧壁151的内表面156更向烟道150内突出的构成。例如，测定区域的长度设定为小于配管侧壁151的内径时，设定第I套筒117和第2套筒134的长度，使得第I套筒117的顶端部和第2套筒134的顶端部的距离与测定区域的长度一致。
此时，第I吹扫气体提供管120的顶端部129和第2吹扫气体提供管136的顶端部145分别位于与第I套筒117和第2套筒134的顶端部相同的位置。
代替圆板状的隔板125和隔板141，可以在第I吹扫气体提供管120和第2吹扫气体提供管136的外壁面设有螺旋状的突条构件。
突条构件可与第8实施例为同样的构成，可与第I套筒117和第2套筒134的内壁面抵接，也可以是与第I套筒117和第2套筒134的内壁面之间形成间隙的构成。
通过该突条构件，在第I套筒117和第I吹扫气体提供管120的第2间隙157、第2套筒134和第2吹扫气体提供管136的第2间隙135中，构成螺旋状的气体通过通路，被提供的吹扫气体在气体通过通路内被搅拌，并被导入至烟道150内。
这样，通过第I套筒117和第I吹扫气体提供管120的第2间隙157、第2套筒134和第2吹扫气体提供管136的第2间隙135的吹扫气体的温度变均匀，通过第I吹扫气体提供管120和第2吹扫气体提供管136的内部的吹扫气体的温度分布变均匀。
因此，由于构成测定光的光路的第I吹扫气体提供管120和第2吹扫气体提供管136的内部的温度分布变得均匀，可防止热透镜效应现象的发生，提高测定精度。
对于投光部和受光部夹着配管侧壁安装于相对位置的情况，吹扫气体提供管也可构成为双层管构造。
(变形例A)
吹扫气体提供管26包括相互独立的、仅包括从发光部15出射的测定光的通路的第I吹扫气体提供管、以及仅包括通过测定区域由受光部16受光的测定光的通路的第2吹扫气体提供管。
这种情况下，需要另外设置分别向第I吹扫气体提供管和第2吹扫气体提供管提供吹扫气体的单元。
这种情况下，可减小用于提供吹扫气体的管径，减少用于保护光学系统构件的吹扫气体的流量。
(变形例B)
吹扫气体提供管26可采用截面为椭圆形状的管道。
这种情况下，配合发光部15和受光部16的配置状态，吹扫气体的流路直径可较小，可减少用于保护光学系统构件的吹扫气体的流量。
又，吹扫气体提供管26可为各种截面形状，可为包含三角形、四边形的多边形、以及圆、椭圆与多边形的组合形状。
此时，可提高基于探测管11或其他构件的形状的设计上的自由度。
(变形例C)
前述的实施方式中，提出探测管11和吹扫气体提供管26的双层管构造的方案，但也可在探测管11和吹扫气体提供管26之间，插入I个以上的管构件构成多层管构造。
这种情况下，通过管构件之间的间隙的隔热功能，维持在吹扫气体提供管26内流动的吹扫气体的温度均匀，由此防止热透镜效应现象的发生。
(变形例D)
所述实施方式中虽然例示了隔板34和突条构件40作为搅拌部，但也可是其他形状。
(变形例E)
所述实施方式中，吹扫气体提供管26的内径沿流路方向为均匀，但吹扫气体提供管也可具有内径不同的部分。
(变形例F)
各实施方式中，揭示了采用激光束作为测定光的气体分析装置，但也可适用于采用其他光源的气体分析装置。
(其他实施方式)
本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明主旨的范围内可进行各种变更。尤其是，根据写入本说明书的多个实施方式和变形例可根据需要进行任意组合。
例如，探测器的种类、气体的种类、隔板的位置、隔板的数量、隔板的形状、隔板的尺寸、突条构件的形状、突条构件的间隔，可进行种种变形并组合而构成。
投光部和受光部以夹着配管侧壁的相对位置被安装的情况下，也可适用本发明的构成。例如，也可为第4实施方式的第I单元110和第2单元130中的一方具有发光部，另一方具有受光部的构成。
这样的情况下，通过将包含发光部的单元和包含受光部的单元各自形成为双层管的构造，防止试样气体到达发光部和受光部，使吹扫气体的温度分布均匀，抑制基于热透镜效应现象的发生的测定光的摆动，提闻测定精度。
工业上的可利用性
本发明可广泛适用于，用于分析在配管内流动的试样气体中的规定成分浓度的配置于配管内的气体分析装置。
符号说明
I气体分析装置
II探测管 12分析单元 21遮蔽板
50烟道51配管侧壁
52安装部56 间隙。
权利要求
1.一种气体分析装置(I, 61，100，200，300)，其特征在于，包括: 包括用于向在配管(50，80，150)内流动的试样气体(S)的规定的测定区域投射测定光和/或接收来自所述测定区域的测定光的光路、并贯通配管侧壁(51，81，151)地被安装的管状构件(11，66，76，117，134)； 对所述测定区域内的试样气体(S)投射所述测定光和/或接收来自所述测定区域的测定光的光学系统构件(12，20，63，73，111，131)； 用于向在所述测定光的光路上的、位于所述光学系统构件(12，20，63，73，111，131)和所述测定区域之间的区域提供吹扫气体(Pa)的吹扫气体提供部(22，23，68，78，118，101，I21，123，137，139)； 在抑制所述试样气体(S)向所述管状构件(11，66，76，117，134)与所述配管侧壁(51，81，151)的间隙(56,86,96, 155, 163,213)流入的位置设置的一个或多个遮蔽板(21，67，77，119，164，214，313)。
2.如权利要求1所述的气体分析装置(1，61，100，300)，其特征在于，所述配管侧壁(51，81，151)具有，配置在所述管状构件(11，66，76，117，134)的周围的、与所述管状构件(11，66，76，117，134)的外周面之间形成所述间隙(56，86，96，155，163)的筒状内壁面(53，83，93，153，161)， 所述一个或多个遮蔽板(21，67，77，119，135，164，313)固定于所述管状构件(11，66，76，117，134)。
3.如权利要求1所述的气体分析装置(1，61，200,300)，其特征在于，进一步包括，安装于所述配管侧壁(51，81)的、内周面与所述管状构件(11，66，76)的外周面之间形成所述间隙(56，86，96，213)的安 装辅助构件(54，84，94，210)， 所述一个或多个遮蔽板(21，67，77，214)固定于所述安装辅助构件(54，84，94，210)的内周面。
4.如权利要求1 3任一项所述的气体分析装置(1，61，300)，其特征在于，所述多个遮蔽板(21，67，77)在所述管状构件(11，66，76)的轴向隔开间隙地配置。
5.如权利要求1 4任一项所述的气体分析装置(1，61，100，300)，其特征在于， 所述吹扫气体提供部(22，23，68，78，118，101，121，123，137，139)具有吹扫气体提供管(26，120，136，310)，该吹扫气体提供管(26，120，136，310)具有中空部，所述中空部包含:用于向所述光学系统构件(12、20)和所述测定区域之间的区域提供吹扫气体(Pa)的吹扫气体流路；和所述测定光的光路，所述吹扫气体提供管(26，120，136，310)与所述管状构件(11，66，76，115，132)的内壁面隔开第2间隙(28，135，144，311)地配置于所述管状构件(11，66，76，115，132)的内部。
6.如权利要求5所述的气体分析装置(1，61，100，300)，其特征在于，在所述吹扫气体提供管(26，120，136,310)的中空部流动的吹扫气体(Pa)为层流。
7.如权利要求5或6所述的气体分析装置(1，300)，其特征在于，所述吹扫气体提供管(26)的顶端配置于所述测定区域的端部附近。
8.如权利要求5 7中的任意一项所述的气体分析装置(I)，其特征在于，进一步包括，设于所述吹扫气体提供管(26)的顶端、从所述测定区域遮蔽所述第2间隙(28)的第2遮蔽板(29)。
9.如权利要求5 8中的任意一项所述的气体分析装置(1，100，300)，其特征在于，所述第2间隙(28，135，144，311)构成，用于向所述光学系统构件(12、20)和所述测定区域之间的区域提供吹扫气体(Pa)的第2吹扫气体流路(35、36)， 所述气体分析装置(1，100，300)进一步包括:为了搅拌通过所述第2吹扫气体流路(35,36)的吹扫气体(Pa)而设于所述第2间隙(28，135，144，311)中的搅拌部(36,41)。
10.如权利要求9所述的气体分析装置(I)，其特征在于，所述管状构件(11)与配管(50)内的试样气体⑶的流路交叉配置，用以将在所述配管(50)内流动的试样气体⑶导入内部中空内的所述测定区域， 所述光学系统构件(12、20)包括:设于所述管状构件(11)的第I端的、具有将所述测定光出射到测定区域的发光部(15)和接收通过了所述测定区域内的试样气体(S)的测定光的受光部(16)的第I光学系统构件(12);以及具有设于所述管状构件(11)的第2端、将来自所述发光部(15)的照射光反射至所述受光部(16)侧的反射器(20)的第2光学系统构件(20)， 所述气体分析装置(I)进一步包括，与所述第2间隙(28)连通、且顶端位于所述第2光学系统构件(20)的附近的顶端部吹扫气体提供管(33)， 通过所述第2吹扫气体流路(35、36)和所述顶端部吹扫气体提供管(33)，向所述第2光学系统构件(20)附近提供吹扫气体。
11.如权利要求9或10所述的气体分析装置(1，100，300)，其特征在于， 所述搅拌部(36)包括，为了搅拌通过所述第2间隙(28，135，144，311)的吹扫气体而设于所述吹扫气体提供管(26，310)的外壁面上的一个或多个隔板(34，125，141，315)。
全文摘要
本发明涉及具有通过光学测定系统测定在配管内流动的试样气体的浓度的气体分析用探测器的气体分析装置，其抑制热透镜效应现象的影响，提高测定精度。气体分析装置(1)包括用于将在配管内流动的试样气体导入内部中空的规定测定区域的、与配管内的试样气体的流路交叉配置的探测管(11)；分别向探测管(11)的测定区域照射测定光、接收通过了测定区域内的试样气体的测定光的发光部(15)和受光部(16)；为了向这些光学系统构件与测定区域之间的区域提供吹扫气体而配置于探测管(11)内的、与探测管(11)的内壁面隔开间隙地配置的吹扫气体提供管(26)。
文档编号G01N21/31GK103185693SQ20121058005
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者大西敏和, 辻本敏行 申请人:株式会社堀场制作所