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公開番号2025083684
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2023197208
出願日2023-11-21
発明の名称ガス測定装置およびガス測定方法
出願人横河電機株式会社,国立大学法人静岡大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/3504 20140101AFI20250526BHJP(測定;試験)
要約【課題】圧力が変化する反応容器内で、圧力センサを設けることなく特定のガスを測定することができるガス測定装置およびガス測定方法の提供。
【解決手段】ガス測定装置5は、メタンガスを生成する反応容器2内に検出光を照射し、反応容器2内のガス雰囲気を通過した検出光の吸光度を測定する吸光度測定装置10と、吸光度測定装置10が測定した吸光度のデータをスペクトル解析する吸光度データ解析部21と、吸光度データ解析部21が解析した吸光度のスペクトルから複数のピーク値を検出するピーク検出部22と、ピーク検出部22が検出した複数のピーク値のうちの2点のピーク値の強度比に基づいて反応容器2内の圧力を算出する圧力算出部23と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスを生成する反応容器内に検出光を照射し、前記反応容器内のガス雰囲気を通過した前記検出光の吸光度を測定する吸光度測定装置と、
前記吸光度測定装置が測定した前記吸光度のデータをスペクトル解析する吸光度データ解析部と、
前記吸光度データ解析部が解析した前記吸光度のスペクトルから複数のピーク値を検出するピーク検出部と、
前記ピーク検出部が検出した前記複数のピーク値のうちの２点のピーク値の強度比に基づいて前記反応容器内の圧力を算出する圧力算出部と、を備える、ガス測定装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記吸光度データ解析部が解析した特定の波長の前記吸光度のピーク値及び前記圧力算出部が算出した前記反応容器内の圧力に基づいて、前記ガスの濃度を算出するガス濃度算出部を備える、請求項１に記載のガス測定装置。
【請求項３】
前記ガス濃度算出部が算出した前記ガスの濃度を出力するガス濃度出力部を備える、請求項２に記載のガス測定装置。
【請求項４】
前記ガス濃度算出部は、予め記憶された所定の基準圧力における前記吸光度のピーク値と前記ガスの濃度とが対応しているテーブルデータと、前記吸光度のピーク値とを照合するデータ照合部と、を備える、請求項２に記載のガス測定装置。
【請求項５】
前記ガス濃度算出部は、前記吸光度データ解析部が解析した特定の波長の前記吸光度のピーク値を、前記圧力算出部が算出した前記反応容器内の圧力から、所定の基準圧力におけるピーク値に換算し規格化するピーク値規格化部を備え、
前記データ照合部は、予め記憶された前記基準圧力における前記吸光度のピーク値と前記ガスの濃度とが対応している前記テーブルデータと、前記規格化した前記吸光度のピーク値とを照合する、請求項４に記載のガス測定装置。
【請求項６】
前記ピーク検出部は、前記吸光度データ解析部が解析した前記吸光度のスペクトルから、隣接する２点のピーク値を検出する、請求項１～５のいずれか一項に記載のガス測定装置。
【請求項７】
前記ピーク検出部は、所定の波長の範囲内に、前記隣接する２点のピーク値の組を複数検出した場合、当該隣接する２点のピーク値の差が最も大きい組を選択する、請求項６に記載のガス測定装置。
【請求項８】
ガスを生成する反応容器内に検出光を照射し、前記反応容器内のガス雰囲気を通過した前記検出光の吸光度を測定する吸光度測定工程と、
前記吸光度測定工程で測定した前記吸光度のデータをスペクトル解析する吸光度データ解析工程と、
前記吸光度データ解析工程で解析した前記吸光度のスペクトルから複数のピーク値を検出するピーク検出工程と、
前記ピーク検出工程で検出した前記複数のピーク値のうちの２点のピーク値の強度比に基づいて前記反応容器内の圧力を算出する圧力算出工程と、を備える、ガス測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス測定装置およびガス測定方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、駆動電流および温度に応じた波長および強度のレーザ光を発振するレーザと、所定の温度でかつ所定の電流値を中心にして任意の振幅で該レーザの駆動電源を変調し、特定ガスの吸収線の中心にレーザ光を安定化させる波長安定化装置と、測定対象とする特定ガスを収容すると共にその特定ガスの温度を一定に保つ測定ガス用セルと、任意の振幅のレーザ光を測定ガス用セルに通して得られる透過光の強度を検出する光検出器と、この検出器からの信号中の特定成分を位相敏感検波する共に上記変調振幅に対応した検波信号の変化より上記測定ガス用セル内の特定ガスの濃度を測定する測定手段と、を備えたことを特徴とするガス濃度測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平５－２５６７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、メタンガスなどは、吸収スペクトル線の一つに着目すると、吸収係数は大気の全圧に依存した値をもつため、炭坑やプラントなど気圧変化の激しい場所で濃度測定を行う場合、別に圧力センサを設けて圧力の監視を行い、その値に基づいて補正を行わないと、正確な濃度測定が行えない、という課題があった。
上記従来技術では、圧力センサを設けない代わりに、測定対象とする特定ガスを収容すると共にその特定ガスの温度を一定に保つ測定ガス用セルを設置することで、上記課題を解決しているが、測定ガス用セルの設置にコストがかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、圧力が変化する反応容器内で、圧力センサを設けることなく特定のガスを測定することができるガス測定装置およびガス測定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るガス測定装置は、ガスを生成する反応容器内に検出光を照射し、前記反応容器内のガス雰囲気を通過した前記検出光の吸光度を測定する吸光度測定装置と、前記吸光度測定装置が測定した前記吸光度のデータをスペクトル解析する吸光度データ解析部と、前記吸光度データ解析部が解析した前記吸光度のスペクトルから複数のピーク値を検出するピーク検出部と、前記ピーク検出部が検出した前記複数のピーク値のうちの２点のピーク値の強度比に基づいて前記反応容器内の圧力を算出する圧力算出部と、を備える。
【０００７】
また、本発明の一態様に係るガス測定装置において、前記吸光度データ解析部が解析した特定の波長の前記吸光度のピーク値及び前記圧力算出部が算出した前記反応容器内の圧力に基づいて、前記ガスの濃度を算出するガス濃度算出部と、前記ガス濃度算出部が算出した前記ガスの濃度を出力するガス濃度出力部と、を備えてもよい。
【０００８】
また、本発明の一態様に係るガス測定装置において、前記ガス濃度算出部が算出した前記ガスの濃度を出力するガス濃度出力部を備えてもよい。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るガス測定装置において、予め記憶された所定の基準圧力における前記吸光度のピーク値と前記ガスの濃度とが対応しているテーブルデータと、前記吸光度のピーク値とを照合するデータ照合部を備えてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るガス測定装置において、前記ガス濃度算出部は、前記吸光度データ解析部が解析した特定の波長の前記吸光度のピーク値を、前記圧力算出部が算出した前記反応容器内の圧力から、所定の基準圧力におけるピーク値に換算し規格化するピーク値規格化部を備え、前記データ照合部は、予め記憶された前記基準圧力における前記吸光度のピーク値と前記ガスの濃度とが対応している前記テーブルデータと、前記規格化した前記吸光度のピーク値とを照合してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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