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公開番号2024178836
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2023097286
出願日2023-06-13
発明の名称レーザ式ガス分析計及びレーザ式ガス分析方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01N 21/39 20060101AFI20241218BHJP(測定;試験)
要約【課題】本開示は、測定対象ガスの温度の影響を抑制するレーザ式ガス分析計を提供する。
【解決手段】波長可変レーザ分光法により測定対象空間に存在する測定対象ガスのガス濃度を測定するレーザ式ガス分析計であって、レーザ光を出射するレーザ素子と、前記測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む波長帯域で波長が掃引され、駆動電流を前記レーザ素子に供給する変調光生成部と、を有する発光部と、前記測定対象空間を通過した前記レーザ光を受光する受光素子と、受光信号処理部と、を有する受光部と、を備え、前記受光信号処理部は、第1測定対象ガスの2つの波長における吸収係数から前記第1測定対象ガスの温度を検出し、第2測定対象ガスの1つの波長における吸収係数から第2測定対象ガスの濃度を測定し、前記温度に基づいて、前記第2測定対象ガスの濃度に対して温度補正を行うレーザ式ガス分析計。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
波長可変レーザ分光法により測定対象空間に存在する測定対象ガスのガス濃度を測定するレーザ式ガス分析計であって、
前記測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む波長帯域のレーザ光を出射するレーザ素子と、
前記測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む波長帯域で波長が掃引され、駆動電流を前記レーザ素子に供給する変調光生成部と、を有する発光部と、
前記測定対象空間を通過した前記レーザ光を受光する受光素子と、
前記受光素子から出力された検出信号に対し、検波波形の振幅に基づいて測定対象ガスの分析を行う受光信号処理部と、を有する受光部と、
を備え、
前記受光信号処理部は、第１測定対象ガスの２つの波長における吸収係数から前記第１測定対象ガスの温度を検出し、第２測定対象ガスの１つの波長における吸収係数から第２測定対象ガスの濃度を測定し、前記温度に基づいて、前記第２測定対象ガスの濃度に対して温度補正を行う、
レーザ式ガス分析計。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記受光信号処理部は、
前記第１測定対象ガスについて、第１波長における第１吸収係数と第２波長における第２吸収係数との比と、温度との関係を示す第１テーブルと、
前記第２測定対象ガスについて、温度と濃度との関係を示す第２テーブルと、
を備える、
請求項１に記載のレーザ式ガス分析計。
【請求項３】
前記受光信号処理部は、
前記第１テーブルを用いて前記比に基づいて前記第１測定対象ガスの前記温度を検出し、前記第２テーブルを用いて、前記第２測定対象ガスの前記濃度に対して、前記第１測定対象ガスの前記温度に基づいて温度補正を行う、
請求項２に記載のレーザ式ガス分析計。
【請求項４】
波長可変レーザ分光法により測定対象空間に存在する測定対象ガスのガス濃度を測定するレーザ式ガス分析方法であって、
前記測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む波長帯域で波長を掃引しながら、前記測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む波長帯域のレーザ光を出射する工程と、
前記測定対象空間を通過した前記レーザ光を受光素子で受光する工程と、
前記受光素子から出力された検出信号に対し、検波波形の振幅に基づいて測定対象ガスの分析を行う工程と、
第１測定対象ガスの２つの波長における吸収係数から前記第１測定対象ガスの温度を検出し、第２測定対象ガスの１つの波長における吸収係数から第２測定対象ガスの濃度を測定し、前記温度に基づいて、前記第２測定対象ガスの濃度に対して温度補正を行う工程と、
を含む、
レーザ式ガス分析方法。
【請求項５】
波長可変レーザ分光法により測定対象空間に存在する測定対象ガスのガス濃度を測定するレーザ式ガス分析計であって、
第１測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む第１波長帯域の第１レーザ光を出射する第１レーザ素子と、
第２測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む第２波長帯域の第２レーザ光を出射する第２レーザ素子と、
前記第１波長帯域及び前記第２波長帯域で波長が掃引され、駆動電流を前記第１レーザ素子及び前記第２レーザ素子のそれぞれに供給する変調光生成部と、を有する発光部と、
前記測定対象空間を通過した前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を受光する受光素子と、
前記受光素子から出力された検出信号に対し、検波波形の振幅に基づいて測定対象ガスの分析を行う受光信号処理部と、を有する受光部と、
を備え、
前記受光信号処理部は、前記第１測定対象ガスの２つの波長における吸収係数から前記第１測定対象ガスの温度を検出し、前記第２測定対象ガスの１つの波長における吸収係数から前記第２測定対象ガスの濃度を測定し、前記温度に基づいて、前記第２測定対象ガスの濃度に対して温度補正を行う、
レーザ式ガス分析計。
【請求項６】
波長可変レーザ分光法により測定対象空間に存在する測定対象ガスのガス濃度を測定するレーザ式ガス分析方法であって、
第１測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む第１波長帯域において第１レーザ光を出射する工程と、
第２測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む第２波長帯域において第２レーザ光を出射する工程と、
前記測定対象空間を通過した前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を受光素子で受光する工程と、
前記第１測定対象ガスの２つの波長における吸収係数から前記第１測定対象ガスの温度を検出し、前記第２測定対象ガスの１つの波長における吸収係数から前記第２測定対象ガスの濃度を測定し、前記温度に基づいて、前記第２測定対象ガスの濃度に対して温度補正を行う工程と、
を含む、
レーザ式ガス分析方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ式ガス分析計及びレーザ式ガス分析方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、波長可変レーザ分光法及び波長変調光分光法により、測定対象空間に存在する測定対象ガスのガス濃度を測定するレーザ式ガス分析計が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１０６７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現場において測定対象ガスのガス濃度を測定する際、ガスの温度が変化する場合がある。ガスの温度が変化しても、精度よく測定対象ガスのガス濃度を測定することが求められている。
【０００５】
本開示は、測定対象ガスの温度の影響を抑制するレーザ式ガス分析計を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、波長可変レーザ分光法により測定対象空間に存在する測定対象ガスのガス濃度を測定するレーザ式ガス分析計であって、前記測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む波長帯域のレーザ光を出射するレーザ素子と、前記測定対象ガスの吸収線スペクトルの光吸収波長を含む波長帯域で波長が掃引され、駆動電流を前記レーザ素子に供給する変調光生成部と、を有する発光部と、前記測定対象空間を通過した前記レーザ光を受光する受光素子と、前記受光素子から出力された検出信号に対し、検波波形の振幅に基づいて測定対象ガスの分析を行う受光信号処理部と、を有する受光部と、を備え、前記受光信号処理部は、第１測定対象ガスの２つの波長における吸収係数から前記第１測定対象ガスの温度を検出し、第２測定対象ガスの１つの波長における吸収係数から第２測定対象ガスの濃度を測定し、前記温度に基づいて、前記第２測定対象ガスの濃度に対して温度補正を行うレーザ式ガス分析計を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のレーザ式ガス分析計によれば、測定対象ガスの温度の影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係るレーザ式ガス分析計の構成を示す図である。
図２は、水素ガスの吸収スペクトルの温度依存性を示す図である。
図３は、水素ガスの吸収スペクトルの温度依存性を示す図である。
図４は、酸素ガスの吸収スペクトルの温度依存性を示す図である。
図５は、酸素ガスの吸収スペクトルの温度依存性を示す図である。
図６は、酸素ガスの吸収スペクトルを用いた温度測定について説明する図である。
図７は、水素ガスのガス濃度の補正について説明する図である。
図８は、第１実施形態に係るレーザ式ガス分析計の処理について説明する図である。
図９は、第２実施形態に係るレーザ式ガス分析計の構成を示す図である。
図１０は、第２実施形態に係るレーザ式ガス分析計の処理について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１０】
なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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