CN105556284A - 气体分析仪 - Google Patents
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Abstract
提供能以简单结构测量样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这2种成分、或者追加了二氧化硫气体(SO2气体)的3种成分的气体浓度的气体分析仪。气体分析仪中，基于从所提供的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c0减去所测定的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3而计算得到的反应消耗时的气体浓度等于对测定对象气体中的一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1再加上五氧化二氮气体(N2O5气体)的气体浓度(c1+c2-cm)/2后得到的气体浓度这一情况，根据计算出的c0、cm、c3、c2，计算一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1。
Description
技术领域
本发明涉及测定样品气体中所包含的多种气体的气体浓度的气体分析仪。
背景技术
气体分析仪的现有技术例如被专利文献1所公开。对于该现有技术，参照附图进行说明。图12是专利文献1所记载的现有技术的吸光分析仪。
吸光分析仪300利用紫外吸收法测定样品气体中所包含的NO2气体(二氧化氮气体)浓度。吸光分析仪300包括紫外光源301、可见光源302、参考单元303、样品单元304、光引导机构305、光检测部306、控制部307及运算部308。
紫外光源301为发出紫外光的发光二极管。该紫外光的中心发光波长为波长360～400nm，如图13的波长-吸光系数特性图所示，其包含在NO2气体的吸光波长频带内。若将这种紫外光照射于NO2气体，则NO2气体进行吸光。
可见光源302为发出可见光的发光二极管。该可见光的中心发光波长比紫外光的波长要大，如图13的波长-吸光系数特性图所示，包含在NO2气体的吸光波长频带内，但与紫外光的中心波长不同。若将这种可见光照射于NO2气体，则NO2气体进行吸光，但设定可见光源302的波长，从而使得与上述NO2气体对紫外光的吸光相比，NO2气体对可见光的吸光变小。
参考单元303密封有基准气体。该基准气体例如为氮气。通过窗303a、303b入射有紫外光、可见光。
样品单元304被提供了作为测定对象的样品气体。通过窗304a、304b入射有紫外光、可见光。样品气体通过气体入口304c流入到样品单元304内，通过气体出口304d流出。
光引导机构305包括反射镜305a及半反射镜305b。来自紫外光源301的紫外光、来自可见光源302的可见光在半反射镜305b及反射镜305a中反射，经由参考单元303的窗303a从一端侧导入到参考单元303内。来自紫外光源301的紫外光、来自可见光源302的可见光透过半反射镜305b，经由样品单元304的窗304a从一端侧导入到参考单元304内。在样品单元304内，NO2气体进行吸光。
光检测部306包括光检测器306a、306b。光检测器306a设置在参考单元303的另一端侧，检测透过了该参考单元303的窗303b后的紫外光、可见光。光检测器306b设置在样品单元304的另一端侧，检测透过了样品单元304的窗304b后的紫外光、可见光。
控制部307使紫外光源301及可见光源302以分时的方式进行发光。光检测部306获得透过参考单元303及样品单元304的2种波长的透射光。由此，具有两条光路、两种波长，获得紫外透射光的样品信号、可见透射光的样品信号、紫外透射光的参考信号及可见透射光的参考信号这4个信号。
运算部308经由控制部307接收来自光检测部306的4个信号，基于该4个信号来计算NO2气体浓度。由此，可进行对于紫外光源301及可见光源302的漂移补偿、对于测定成分以外的其它成分干扰的修正、对于因样品单元304的透射窗304a、304b的污垢和模糊而导致的光量下降的修正、对于灵敏度漂移的修正。可在进行上述修正的基础上，计算NO2气体浓度，提高测定精度。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利特开2011-149965号公报(发明名称“吸光分析仪”)
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，上述现有技术中，可测定气体成分仅限于1种。因此，为了利用吸光法测定2种以上的气体的浓度，按照气体种类分别需要多个发出某种气体吸光的波长的发光单元和接收该光的受光单元。这样，在现有技术中，为了测定2种以上的气体的浓度，存在结构变多的问题。
现有技术中，即使要测定的气体为1种，也无法测定SO2气体(二氧化硫气体)、NO气体(一氧化氮气体)。例如，如图13所示，在紫外波长区域的NO气体的吸光中，也存在SO2气体及NO2气体的吸光，会受到其它气体的影响。此外，在紫外波长区域的SO2气体的吸光中，也存在NO2气体的吸光，会受到其它气体的影响。
此外，在可见波长区域(波长400nm以上)的NO2气体的吸光波长中，没有NO气体及SO2气体的吸光，可见透射光中未包含关于NO气体及SO2气体的信息。因此，无法对NO气体、SO2气体所产生的干扰进行修正，或者，无法用于NO气体、SO2气体的浓度测定。
这样，在样品气体中包含有NO气体及SO2气体的气体成分的情况下，在现有技术中，难以分析这些NO气体及SO2气体的气体成分。
此外，在利用吸光来测定NO气体的情况下，如图13所示，需要以波长226nm以下的波长来发光的光源。在该波长区域发光的光源受限于氘灯、氙气灯等灯光源、或利用了氮化铝类化合物半导体(AlGaN等)的发光二极管。
前者的氘灯、氙气灯等灯光源在光源的发热、寿命、稳定性上有问题，且需要追加波长滤光器等光学系统，装置变得大型、复杂。
后者的发光二极管与灯光源相比能实现装置的小型化、简化，但光功率不足，寿命也较短。此外，在波长226nm以下的波长区域中，除SO2气体、NO2气体以外还存在各种气体的吸光，去除这些干扰较为困难。
因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种气体分析仪，该气体分析仪能以简单结构测量样品气体中所包含的至少一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这2种成分的气体浓度。
优选为，提供一种气体分析仪，该气体分析仪能测量二氧化硫气体(SO2气体)、一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这3种成分的气体浓度。
解决技术问题的技术方案
本发明为一种气体分析仪，该气体分析仪测定样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这2种成分的气体浓度，其包括：
气体调整部，该气体调整部进行氧化输出和正常输出，该氧化输出中，利用臭氧的氧化使样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)全部反应成二氧化氮气体(NO2气体)，并利用臭氧的氧化使一部分二氧化氮气体(NO2气体)反应成五氧化二氮气体(N2O5气体)，将反应得到的测定对象气体输出，该正常输出中，将样品气体保持无反应的状态来作为测定对象气体并输出；
NO2气体吸光用发光部，该NO2气体吸光用发光部照射从二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域到可见区域的波长的NO2气体吸光用照射光；
O3气体吸光用发光部，该O3气体吸光用发光部照射臭氧气体(O3气体)及二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域的波长的O3气体吸光用照射光；
局部反射部，该局部反射部使NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光的一部分反射，并使剩余部分透过；
气体流通单元，该气体流通单元具有供来自气体调整部的测定对象气体流通的检测空间、及使透过局部反射部后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光入射到检测空间的光透射窗；
透射光受光部，该透射光受光部接收透过光透射窗并在气体流通单元内传播的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；
基准光受光部，该基准光受光部接收由局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；以及
信号处理和驱动控制部，该信号处理和驱动控制部与气体调整部、NO2气体吸光用发光部、O3气体吸光用发光部、透射光受光部及基准光受光部连接，
该信号处理和驱动控制部
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度cm，
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出O3气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3，
利用将气体调整部控制成正常输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度c2，
基于从所提供的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c0减去所测定的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3而计算得到的反应消耗时的气体浓度等于对测定对象气体中的一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1加上五氧化二氮气体(N2O5气体)的气体浓度(c1+c2-cm)/2后得到的气体浓度这一情况，根据计算出的c0、cm、c3、c2，计算一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1。
此外，本发明为一种气体分析仪，该气体分析仪测定样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)、二氧化氮气体(NO2气体)及二氧化硫气体(SO2气体)这3种成分的气体浓度，其包括：
气体调整部，该气体调整部进行氧化输出和正常输出，该氧化输出中，利用臭氧的氧化使样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)全部反应成二氧化氮气体(NO2气体)，并利用臭氧的氧化使一部分二氧化氮气体(NO2气体)反应成五氧化二氮气体(N2O5气体)，将反应得到的测定对象气体输出，该正常输出中，将样品气体保持无反应的状态来作为测定对象气体并输出；
NO2气体吸光用发光部，该NO2气体吸光用发光部照射从二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域到可见区域的波长的NO2气体吸光用照射光；
O3气体吸光用发光部，该O3气体吸光用发光部照射臭氧气体(O3气体)、二氧化硫气体(SO2气体)及二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域的波长的O3气体吸光用照射光；
局部反射部，该局部反射部使NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光的一部分反射，并使剩余部分透过；
气体流通单元，该气体流通单元具有供来自气体调整部的测定对象气体流通的检测空间、及使透过局部反射部后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光入射到检测空间的光透射窗；
透射光受光部，该透射光受光部接收透过光透射窗并在气体流通单元内传播的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；
基准光受光部，该基准光受光部接收由局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；以及
信号处理和驱动控制部，该信号处理和驱动控制部与气体调整部、NO2气体吸光用发光部、O3气体吸光用发光部、透射光受光部及基准光受光部连接，
该信号处理和驱动控制部
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度cm，
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出O3气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3及二氧化硫气体(SO2气体)的气体浓度cs，
利用将气体调整部控制成正常输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度c2，
利用将气体调整部控制成正常输出状态并发出O3气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化硫气体(SO2气体)的气体浓度cs，
基于从所提供的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c0减去所测定的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3而计算得到的反应消耗时的气体浓度等于对测定对象气体中的一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1加上五氧化二氮气体(N2O5气体)的气体浓度(c1+c2-cm)/2后得到的气体浓度这一情况，根据计算出的c0、cm、c3、c2，计算一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1。
此外，可优选为，气体分析仪中，
具有与所述基准光受光部、所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部连接的修正部，
所述基准光受光部接收由局部反射部反射了一部分的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光，并将检测信号输出到修正部，
修正部基于该检测信号，将抑制变动的驱动电流输出到所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部。
此外，可优选为，气体分析仪中，
包括将来自所述NO2气体吸光用发光部的NO2气体吸光用照射光聚光并使其入射到所述气体流通单元的透镜、及将来自所述O3气体吸光用发光部的O3气体吸光用照射光聚光并使其入射到所述气体流通单元的透镜。
此外，可优选为，气体分析仪中，
包括：发光部，该发光部使所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部相邻并将它们收纳为一体；以及
将来自所述NO2气体吸光用发光部的NO2气体吸光用照射光及来自所述O3气体吸光用发光部的O3气体吸光用照射光聚光并使其入射到所述气体流通单元的透镜。
此外，可优选为，气体分析仪中，
包括将透过所述气体流通单元后的NO2气体吸光用照射光及透过所述气体流通单元后的O3气体吸光用照射光聚光的透镜。
此外，可优选为，气体分析仪中，
所述气体流通单元在一方具有光透射窗，且在另一方具有反射部，利用反射部使透过光透射窗后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光反射后再使其通过光透射窗，从而使其在检测空间内往返，并利用所述透射光受光部检测出由所述局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光。
此外，可优选为，气体分析仪中，
还包括收发光部，该收发光部使所述NO2气体吸光用发光部、所述O3气体吸光用发光部及所述透射光受光部相邻并将它们收纳为一体，
所述气体流通单元在一方具有光透射窗，且在另一方具有反射部，
利用反射部使透过光透射窗并从收发光部发出的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光反射后再使其通过光透射窗，使其在检测空间内往返，并利用收发光部的所述透射光受光部检测出由所述局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光。
此外，可优选为，气体分析仪中，
所述信号处理和驱动控制部采用作为交替进行所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部的输出和停止的脉冲、且输出比停止要短的占空比的驱动电流。
发明效果
根据本发明，可提供一种气体分析仪，该气体分析仪能以简单结构测量样品气体中包含的至少一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这2种成分的气体浓度。
此外，可提供一种气体分析仪，该气体分析仪能测量二氧化硫气体(SO2气体)、一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这3种成分的气体浓度。
附图说明
图1是用于实施本发明的方式所涉及的气体分析仪的整体结构图。
图2是表示NO气体、NO2气体、SO2气体、O3气体的可见区域及紫外区域中的吸光系数的波长-吸光系数特性图。
图3是用于实施本发明的其它方式所涉及的气体分析仪的整体结构图。
图4是用于实施本发明的其它方式所涉及的气体分析仪的局部结构图。
图5是用于实施本发明的其它方式所涉及的气体分析仪的局部结构图。
图6是用于实施本发明的其它方式所涉及的气体分析仪的局部结构图。
图7是用于实施本发明的其它方式所涉及的气体分析仪的局部结构图。
图8是用于实施本发明的其它方式所涉及的气体分析仪的局部结构图。
图9是表示发光二极管的占空比-容许电流特性的特性图。
图10是由脉冲信号生成的发光二极管的驱动信号的时间变化的说明图。
图11是由小占空比脉冲信号生成的发光二极管的驱动信号的时间变化的说明图。
图12是现有技术的吸光分析仪的结构图。
图13是表示NO气体、NO2气体、SO2气体在可见区域及紫外区域中的吸光系数的波长-吸光系数特性图。
具体实施方式
接着，参照附图在下面说明用于实施本发明的第1方式所涉及的气体分析仪。图1是本方式的气体分析仪的整体结构图。另外，在本方式中，设在样品气体中包含一氧化氮气体(以下简称为NO气体)及二氧化氮气体(以下简称为NO2气体)这2种成分，但不包含二氧化硫气体(以下简称为SO2气体)。气体分析仪对上述NO气体及NO2气体进行分析。图1中，粗实线的箭头表示气体的流通路径，虚线的箭头表示光的路径，细实线的箭头表示电信号的路径。
首先，对本方式的气体分析仪100所包括的结构要素及其功能进行说明。如图1所示，气体分析仪100包括NO2气体吸光用发光部11、O3气体吸光用发光部12、局部反射部13、气体流通单元21、透射光受光部31、基准光受光部32、气体调整部41、气体吸引部51、信号处理和驱动控制部61。
NO2气体吸光用发光部11是发出作为NO2气体吸光的波长、且O3气体不吸光的波长的NO2气体吸光用照射光的发光部。例如，可选择在从紫外光到可见光的区域的波长350nm～500nm中具有中心发光波长的照射光的发光二极管(LED)。如图2所示，在该波长区域中，仅NO2气体吸光。
O3气体吸光用发光部12是发出O3气体吸光的波长的O3气体吸光用照射光的发光部。例如，可选择在紫外光的波长240nm～330nm中具有中心发光波长的照射光的发光二极管(LED)。另外，如图2所示，在该波长区域中，不仅O3气体吸光，NO2气体也吸光。另外，由于SO2气体不存在，因此，不予考虑。
局部反射部13为半反射镜，使NO2气体吸光用照射光、O3气体吸光用照射光(以下简称为照射光时包含NO2气体吸光用照射光和O3气体吸光用照射光这两者。另外，并非同时输出NO2气体吸光用照射光和O3气体吸光用照射光，而是例如在不同的时间单独输出)以规定透射率透过，并使照射光以规定反射率反射。
从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12照射出的照射光入射到局部反射部13。局部反射部13中，照射光的一部分进行反射，剩余的照射光透过。由局部反射部13反射后的照射光入射到基准光受光部32。透过局部反射部13后的照射光入射到气体流通单元21。
气体流通单元21还包括管22、光透射窗23、24、检测空间25、气体流入口26及气体流出口27。
管22为圆筒体。管22的内表面可设为例如研磨后的不锈钢的内表面。由此，可防止测定对象气体的吸附，并保持良好的照射光反射率。在管22内，照射光由管22的内表面反射并进行传播。
光透射窗23、光透射窗24通过在从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12照射出的照射光的发光波长区域中示出光透射性的材料来制成。例如，可用合成石英、氟化钙作为来材料。
检测空间25是由管22、光透射窗23及光透射窗24划分而成的闭合空间。
气体流入口26、气体流出口27与该检测空间25连通。测定对象气体从气体流入口26流入检测空间25，从气体流出口27流出。
在这种气体流通单元21内，将照射光照射至流通的测定对象气体，产生吸光。
透射光受光部31接收透过气体流通单元21后的照射光，输出与光强度相对应的检测信号。关于透射光受光部31，可选择对于从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12照射出的照射光的发光波长具有灵敏度的光电二极管、光电子倍增管等。例如，可选择硅光电二极管。
这种透射光受光部31具有检测出测定对象气体的吸光的功能。即，与测定对象气体没有吸光的情况相比，有吸光时由透射光受光部31接收的照射光的光强度减少，因此，利用其光强度的减少量与气体浓度之间的相关性，测定气体浓度。
这样，透过局部反射部13后的照射光透过构成气体流通单元21的一端的光透射性的光透射窗23，在管22内部的检测空间25传播，透过构成另一端的光透射性的光透射窗24，入射到透射光受光部31。
基准光受光部32设置成接收由局部反射部13反射后的照射光。关于基准光受光部32，可选择对于从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12照射出的照射光的发光波长具有灵敏度的光电二极管、光电子倍增管等。例如，可选择硅光电二极管。
基准光受光部32具有检测从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12照射出的照射光的变动的功能。在照射光有变动的情况下，由基准光受光部32接收的照射光的光强度有变动。利用该光强度的变动量，可进行气体浓度的修正。
气体调整部41还包括臭氧产生部42及气体混合部43。
臭氧产生部42具有产生臭氧气体的功能。在臭氧产生部42中流入有含氧的大气、仪器检测空气、或氧气(O2气体)等原料气体GO。臭氧产生部42由信号处理和驱动控制部61来进行动作控制。臭氧产生部42动作时，臭氧产生部42利用无声放电等电气单元，利用原料气体GO的O2气体来生成O3气体，使充分包含O3气体的原料气体GO流出。在不动作时，臭氧产生部42不生成O3气体，而使原料气体GO直接通过。这样，信号处理和驱动控制部61对臭氧产生部42的动作、不动作进行动作控制。
气体混合部43设置成对样品气体GS和来自臭氧产生部42的原料气体GO(在动作时为大量包含O3气体的原料气体GO，而在不动作时为不包含O3气体的原料气体GO)进行混合。
在臭氧产生部42动作时，将在后面阐述，在气体混合部43中，O3气体的一部分与样品气体GS的一部分发生化学反应，生成反应气体，使该反应气体、剩余的O3气体、剩余的原料气体GO及剩余的样品气体GS作为测定对象气体流出。
在臭氧产生部42不动作时，对来自臭氧产生部42的原料气体GO和样品气体GS直接进行混合后使其流出。
此外，将在后面阐述，气体混合部43在零点气体(zerogas)GZERO、跨度气体(spangas)GSPAN流入时，使其直接作为测定对象气体流出。从该气体混合部43流出的测定对象气体从气体流入口26在气体流通单元21内的检测空间25中流通，从气体流出口27流出。
气体吸引部51具有吸引气体的功能。通过使气体流通单元21的检测空间25内进行排气，从而将来自气体混合部43的测定对象气体引入至检测空间25内。另外，该气体吸引部51也可设置在气体混合部43与气体流入口26之间。
信号处理和驱动控制部61具有提供使NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12发光所需的驱动电流的功能。信号处理和驱动控制部61还具有用于基于来自透射光受光部31及基准光受光部32的受光信号来计算气体浓度的受光信号处理功能。信号处理和驱动控制部61还具有对臭氧产生部42的动作、不动作进行切换的控制功能。
气体分析仪100的结构是这种结构。
接着，说明由气体分析仪100所进行的分析。首先，说明利用吸光进行测定的原理。测定原理为基于下述的朗伯-比尔定律的吸光法。
[数学式1]
P1＝P0·exp(-ε·c·L)
其中，P1表示透过在检测空间25内流通的测定对象气体后的透射光的输出强度，P0表示透过测定对象气体前的基准光的输出强度，ε表示摩尔吸光系数，c表示气体浓度，L表示光路长度。摩尔吸光系数ε在确定气体种类和光源波长时唯一确定，此外，由于光路长度L为一定，因此，输出强度P1与P0之比为气体浓度c的指数函数。测定输出强度P1和P0，利用上述数学式1，检测出气体浓度。
在气体分析仪100中，照射NO2气体吸光用照射光和O3气体吸光用照射光中的任意一方的照射光。此时的照射光的一部分由局部反射部13以已知的一定反射率进行反射，入射到基准光受光部32。根据该基准光受光部32的信号，可求出基准光的输出强度P0。此外，照射光的一部分以已知的一定透射率透过局部反射部13，经过光透射窗23并在检测空间25内传播，接受吸光后经过光透射窗24入射到透射光受光部31。根据该基准光受光部31的信号，可求出透射光的输出强度P1。因此，根据输出强度P1与P0之比，可求出气体浓度c。该原理适用于NO2气体吸光用照射光的分析和O3气体吸光用照射光的分析这两者。检测原理如上所述那样。
另外，透射光受光部31及基准光受光部32在测定NO2气体浓度和O3气体浓度时被公共利用。因此，若NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12同时发光，则受光信号变成两者之和，导致无法分离。
因此，信号处理和驱动控制部61控制成使得NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12不同时发光，而是交替地发光。此外，受光信号的测定及处理也与上述发光期间同步进行，从而对信号进行分离。利用吸光的测定是这样的测定。
这种测定在使臭氧产生部42为动作状态并使气体调整部41为氧化输出时、以及使臭氧产生部42为不动作状态并使气体调整部41为正常输出时分别进行。因此，这种气体分析仪100能进行：
(a)氧化输出时的NO2气体吸光用照射光的分析、
(b)氧化输出时的O3气体吸光用照射光的分析、
(c)正常输出时的NO2气体吸光用照射光的分析、
(d)正常输出时的O3气体吸光用照射光的分析
这4种分析。
接下来，对利用该气体分析仪100测定样品气体GS中包含的NO气体、NO2气体这2种成分的气体浓度的方法进行说明。在测量NO气体、NO2气体这2种成分的气体浓度时，进行上述(a)、(b)、(c)的分析，利用这些分析中得到的测定值来计算气体浓度。
首先，设为进行(a)氧化输出时的NO2气体吸光用照射光的分析来进行说明。这是使臭氧产生部42为动作状态并使气体调整部41进行氧化输出时的测定。此时，求出氧化输出时的NO2气体浓度cm。
臭氧产生部42为动作状态。此时，臭氧产生部42从大气、仪器检测空气、或氧气等原料气体G0中包含的O2气体中，生成臭氧气体(以下简称为O3气体)。O3气体的产生量可适当地决定，但其供给至少要比NO气体的测定浓度范围中的最大量要多。从臭氧产生部42向气体混合部43提供充分包含O3气体的原料气体GO。
气体混合部43中，使充分包含O3气体的原料气体GO和样品气体GS进行混合。此处，样品气体GS中的所有NO气体和一部分O3气体发生以下的化学反应。
[化1]
NO+O3→NO2+O2···化学反应式(1)
从臭氧产生部42提供的O3气体量相对于样品气体GS中的NO气体量为过剩，因此，样品气体GS中的NO气体根据化学反应式(1)全部转换成NO2气体。
此外，该化学反应式(1)中未使用的剩余的O3气体与样品气体GS中原本包含的NO2气体的一部分及根据化学反应式(1)而生成的NO2气体的一部分发生以下化学反应。
[化2]
2NO2+O3→N2O5+O2···化学反应式(2)
这样，在气体混合部43中，样品气体GS中的NO气体全部转换成NO2气体。进一步地，样品气体GS中的NO2气体的一部分及通过化学反应式(1)而生成的NO2气体的一部分转换成N2O5气体。因此，NO2气体的气体量为从由样品气体GS中的NO生成的NO2气体的气体量与样品气体GS中的NO2气体的气体量之和再减去N2O5气体的气体量的2倍后得到的量。这是因为，根据化学反应式(2)，反应后的N2O5气体量为NO2气体的气体量的一半。此外，剩余的O3气体残留有一部分。
这样，气体调整部41进行如下的氧化输出：即，利用O3气体将样品气体GS中包含的NO气体氧化，使其全部反应成NO2气体，将反应得到的测定对象气体输出。这种包含NO2气体、N2O5气体、剩余的O3气体、剩余的原料气体GO及剩余的样品气体GS的测定对象气体导入至气体流通单元21。
接着，对氧化输出时的气体分析仪100的NO2气体浓度cm的计算进行说明。在测定NO2气体浓度时，仅NO2气体吸光用发光部11发光。来自NO2气体吸光用发光部11的NO2气体吸光用照射光由局部反射部13以已知的一定反射率进行反射，入射到基准光受光部32。因此，根据基准光受光部32的信号，可求出输出强度P0。
此外，透过局部反射部13并经过光透射窗23而入射到气体流通单元21内的检测空间25的NO2气体吸光用照射光在检测空间25内传播，并由NO2气体吸光。这种吸光后的NO2气体吸光用照射光透过光透射窗24，入射到透射光受光部31。因此，根据透射光受光部31的信号，可求出输出强度P1。
另外，通过这样利用透射光受光部31及基准光受光部32来作为受光元件，不仅能测定浓度，还具有如下效果：即使NO2气体吸光用发光部11的输出因各种原因而发生变动，通过计算2个受光信号之比，也能降低浓度测定的误差。
来自透射光受光部31、基准光受光部32的输出信号被传送至信号处理和驱动控制部61。信号处理和驱动控制部61基于上述数学式1，计算气体流通单元21的检测空间25内的NO2气体浓度。另外，用于生成O3气体的原料气体GO在气体混合部43中进行混合，因此，NO2气体浓度根据原料气体GO与样品气体GS的流量混合比而被稀释。因此，通过乘以气体混合部43中的流量混合比，计算出样品气体GS中包含的NO2气体浓度cm。
接下来，说明对气体分析仪100所进行的反应后残留的O3气体浓度c3的计算。这是(b)氧化输出时的O3气体吸光用照射光的分析。在氧化输出时，上述包含NO2气体、N2O5气体、剩余的O3气体、剩余的原料气体GO及剩余的样品气体GS的测定对象气体被导入至气体流通单元21。
在测定O3气体浓度时，仅O3气体吸光用发光部12发光。来自O3气体吸光用发光部12的O3气体吸光用照射光由局部反射部13以已知的一定反射率进行反射，入射到基准光受光部32。因此，根据基准光受光部32的信号，可求出输出强度P0。
此外，透过局部反射部13并经过光透射窗23而入射到气体流通单元21内的检测空间25的O3气体吸光用照射光在检测空间25内传播，并由O3气体及NO2气体吸光。这种吸光后的O3气体吸光用照射光透过光透射窗24，入射到透射光受光部31。因此，根据透射光受光部31的信号，可求出输出强度P1。其中，该输出强度P1也包含NO2气体的吸光。
另外，通过这样利用透射光受光部31及基准光受光部32来作为受光元件，不仅能测定浓度，还具有如下效果：即使O3气体吸光用发光部12的输出因各种原因而发生变动，通过计算2个受光信号之比，也能降低浓度测定的误差。
来自透射光受光部31、基准光受光部32的输出信号被传送至信号处理和驱动控制部61。信号处理和驱动控制部61中，计算输出强度P0、P1，基于数学式1，计算出O3气体浓度+NO2气体浓度，进一步乘以气体混合部43中的流量混合比，从而计算出样品气体GS中包含的O3气体浓度c3+NO2气体浓度cm。
接下来，是使臭氧产生部42为不动作状态并使气体调整部41进行正常输出时的测定。此时，求出样品气体GS中包含的NO2气体浓度c2。这是上述的(c)正常输出时的NO2气体吸光用照射光的分析。
臭氧产生部42为不动作状态。此时，如上所述，原料气体GO直接通过臭氧产生部42，在气体混合部43中与样品气体GS进行混合。由于不存在O3气体，因此，不会发生化学反应，无反应的原料气体GO和样品气体GS直接从气体混合部43流出。气体调整部41进行如下的正常输出：即，将无反应的样品气体GS和原料气体GO作为测定对象气体输出。
这样，由于不存在O3气体，因此，在气体混合部43中不会发生化学反应式(1)及化学反应式(2)所示的化学反应式。
其结果是，在气体流通单元21中流通的样品气体GS中包含的气体的状态为样品气体GS中包含的NO气体、NO2气体全部保持原样的状态。此外，由于原料气体在气体混合部43中进行混合，因此，NO气体、NO2气体的各浓度根据原料气体GO与样品气体GS的流量混合比而被稀释。这种原料气体GO和样品气体GS被导入至气体流通单元21。
然后，气体浓度的检测本身与之前说明的臭氧产生部42的动作时(氧化输出时)同样地求出。这样，计算出NO2气体浓度c2。
接下来，根据臭氧产生部42动作的情况下氧化输出时的气体浓度、和不动作的情况下正常输出时的气体浓度的组合，计算样品气体GS中的NO气体浓度c1。
如之前说明地那样，测定出
(a)利用氧化输出时的NO2气体吸光用照射光的分析而计算出的NO2气体浓度cm、
(b)利用氧化输出时的O3气体吸光用照射光的分析而计算出的O3气体浓度c3+NO2气体浓度cm、
(c)利用正常输出时的NO2气体吸光用照射光的分析而计算出的NO2气体浓度c2。
此处，由于判别出NO2气体浓度cm，因此也判别出O3气体浓度c3。
此处，氧化输出状态的NO2气体浓度cm为在测定对象气体中，将样品气体GS中包含的原本的NO气体浓度c1及原本的NO2气体浓度c2之和减去N2O5气体浓度的2倍后得到的浓度。这是因为生成N2O5需要2个NO2。换言之，N2O5气体浓度是将原本的NO气体浓度c1及原本的NO2气体浓度c2之和减去NO2气体浓度cm之后得到的浓度的1/2。另外，由臭氧产生部42提供的O3气体浓度可通过臭氧产生部42内置的臭氧仪等预先获知，设其值为c0。
此处，c0、c1、c2、c3、cm的关系如下式那样。
[数学式2]
反应中消耗的O3气体浓度
＝所提供的O3气体浓度-测定到的O3气体浓度
＝c0-c3
此处，因反应而消耗的O3气体用于从NO气体向NO2气体的反应，并进一步用于从NO2气体向N2O5气体的反应。因此，变成下式那样。
[数学式3]
反应中消耗的O3气体浓度
＝测定对象气体中的NO气体浓度+测定对象气体中的N2O5气体浓度
＝c1+(c1+c2-cm)/2
这两个公式相等，因此，变成下式那样。
[数学式4]
c0-c3＝c1+(c1+c2-cm)/2
因此，NO气体浓度c1变成下式那样。
[数学式5]
c1＝{2(c0-c3)-(c2-cm)}/3
通过上述(a)，利用测定可计算出cm，通过上述(b)，利用测定可计算出c3，通过上述(c)，利用测定可计算出c2。此外，c0可预先获知。
由此，可计算出NO气体浓度c1。
这样，可测定NO气体浓度c1、NO2气体浓度c2。
通过将上述测定方法进行组合，可测定NO气体、NO2的气体浓度。
此外，为了校正气体浓度，可利用零点气体GZERO或跨度气体GSPAN。零点气体GZERO是NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12不吸光的气体、例如氮气(N2气体)。跨度气体GSPAN为用所希望的测定范围的最大浓度值被校正后的气体，例如使用NO气体、NO2气体。
可停止样品气体GS的供给，之后进行零点气体GZERO的供给，测定零点气体GZERO流通时的受光信号来进行校正，或者，进行跨度气体GSPAN的供给，测定跨度气体GSPAN流通时被吸光后的受光信号来进行校正。该校正可随时实施，但在假定气体浓度指示值因结构部件随时间的变化而变动的情况下进行，使其指示正确的值。
气体分析仪100是这种部件。
接着说明其它的第2方式。本方式中，作为气体分析仪的结构与利用图1说明的之前的第1方式相同，但分析对象不同。在之前的第1方式中，计算出NO气体浓度c1、NO2气体浓度c2，但在以上的测定的同时，一并测定SO2气体浓度cS。本方式中，样品气体包含NO气体、NO2气体、SO2气体，测定上述NO气体浓度c1、NO2气体浓度c2、SO2气体浓度cS。
如图2所示，SO2气体的紫外线吸收光谱为270nm～310nm附近，与O3气体的紫外线吸收光谱相重合。通过设O3气体吸光用发光部12的中心波长为280nm附近，可获得SO2气体的吸收信号。
这种测定在使臭氧产生部42为动作状态并使气体调整部41为氧化输出时、以及使臭氧产生部42为不动作状态并使气体调整部41为正常输出时分别进行。因此，这种气体分析仪100能进行
(a)氧化输出时的NO2气体吸光用照射光的分析、
(b)氧化输出时的O3气体吸光用照射光的分析、
(c)正常输出时的NO2气体吸光用照射光的分析、
(d)正常输出时的O3气体吸光用照射光的分析
这4种分析，进行上述(a)、(b)、(c)、(d)的所有分析，利用这些分析中得到的测定值来计算气体浓度。
接下来，对利用该气体分析仪100测定样品气体GS中包含的NO气体、NO2气体及SO2气体这3种成分的气体浓度的方法进行说明。
首先，设为进行(a)氧化输出时的NO2气体吸光用照射光的分析来进行说明。这是使臭氧产生部42为动作状态并使气体调整部41进行氧化输出时的测定。此时，求出氧化输出时的NO2气体浓度cm。
臭氧产生部42为动作状态。此时，如上所述，气体调整部41进行如下的氧化输出：即，利用O3气体将样品气体GS中包含的NO气体氧化，使其全部反应成NO2气体，将反应得到的测定对象气体输出。另外，SO2气体与O3气体不发生化学反应。这种包含SO2气体、NO2气体、N2O5气体、剩余的O3气体、剩余的原料气体GO及剩余的样品气体GS的测定对象气体被导入至气体流通单元21。
接着，对氧化输出时的气体分析仪100的NO2气体浓度cm的计算进行说明。在测定NO2气体浓度时，仅NO2气体吸光用发光部11发光。来自NO2气体吸光用发光部11的NO2气体吸光用照射光由局部反射部13以已知的一定反射率进行反射，入射到基准光受光部32。因此，根据基准光受光部32的信号，可求出输出强度P0。
此外，透过局部反射部13并经过光透射窗23而入射到气体流通单元21内的检测空间25的NO2气体吸光用照射光在检测空间25内传播，并由NO2气体吸光。这种吸光后的NO2气体吸光用照射光透过光透射窗24，入射到透射光受光部31。因此，根据透射光受光部31的信号，可求出输出强度P1。
来自透射光受光部31、基准光受光部32的输出信号被传送至信号处理和驱动控制部61。信号处理和驱动控制部61基于上述数学式1，计算气体流通单元21的检测空间25内的NO2气体浓度。另外，用于生成O3气体的原料气体GO在气体混合部43中进行混合，因此，NO2气体浓度根据原料气体GO与样品气体GS的流量混合比而被稀释。因此，通过乘以气体混合部43中的流量混合比，计算出样品气体GS中包含的NO2气体浓度cm。
接下来，说明对气体分析仪100所进行的反应后残留的O3气体浓度c3及SO2气体浓度cS的计算。这是(b)氧化输出时的O3气体吸光用照射光的分析。在氧化输出时，上述那样包含SO2气体、NO2气体、N2O5气体、剩余的O3气体、剩余的原料气体GO及剩余的样品气体GS的测定对象气体被导入至气体流通单元21。另外，SO2气体在氧化输出时也保持无反应的状态。
在测定O3气体浓度时，仅O3气体吸光用发光部12发光。来自O3气体吸光用发光部12的O3气体吸光用照射光由局部反射部13以已知的一定反射率进行反射，并入射到基准光受光部32。因此，根据基准光受光部32的信号，可求出输出强度P0。
此外，透过局部反射部13并经过光透射窗23而入射到气体流通单元21内的检测空间25的O3气体吸光用照射光在检测空间25内传播，并由SO2气体、O3气体及NO2气体吸光。这种吸光后的O3气体吸光用照射光透过光透射窗24，入射到透射光受光部31。因此，根据透射光受光部31的信号，可求出输出强度P1。当然，输出强度P1也包含SO2气体、O3气体及NO2气体的吸光。
来自透射光受光部31、基准光受光部32的输出信号被传送至信号处理和驱动控制部61。信号处理和驱动控制部61中，计算输出强度P0、P1，基于数学式1，计算出O3气体浓度+SO2气体浓度+NO2气体浓度，再乘以气体混合部43中的流量混合比，从而计算出样品气体GS中包含的O3气体浓度c3+SO2气体浓度cS+NO2气体浓度cm。
接下来，是使臭氧产生部42为不动作状态并使气体调整部41进行正常输出时的测定。此时，求出样品气体GS中包含的NO2气体浓度c2。这是上述的(c)正常输出时的NO2气体吸光用照射光的分析。
臭氧产生部42为不动作状态。此时，在气体流通单元21中流通的样品气体GS中包含的气体的状态为样品气体GS中包含的NO气体、NO2气体及SO2气体全部保持原样的状态。此外，由于原料气体GO在气体混合部43中进行混合，因此，NO气体、NO2气体及SO2气体的各个浓度根据原料气体GO与样品气体GS的流量混合比而被稀释。这种原料气体GO和样品气体GS被导入至气体流通单元21。
然后，气体浓度的检测本身与之前说明的臭氧产生部42的动作时(氧化输出时)同样地求出，计算出NO2气体浓度。进一步地，通过乘以气体混合部43中的流量混合比，计算出样品气体GS中包含的NO2气体浓度c2。
接下来，是使臭氧产生部42为不动作状态并使气体调整部41进行正常输出时的测定。此时，求出样品气体GS中包含的SO2气体浓度cS+NO2气体浓度c2。这是上述的(d)正常输出时的O3气体吸光用照射光的分析。
臭氧产生部42为不动作状态。此时，在气体流通单元21中流通的样品气体GS中包含的气体的状态为样品气体GS中包含的NO气体、NO2气体及SO2气体全部保持原样的状态。此外，由于原料气体GO在气体混合部43中进行混合，因此，NO气体、NO2气体及SO2气体的各个浓度根据原料气体GO与样品气体GS的流量混合比而被稀释。这种原料气体GO和样品气体GS被导入至气体流通单元21。
然后，气体浓度的检测本身与之前的说明同样地求出，计算出SO2气体浓度+NO2气体浓度。进一步地，通过乘以气体混合部43中的流量混合比，计算出样品气体GS中包含的SO2气体浓度cS+NO2气体浓度c2。
接下来，根据臭氧产生部42动作的情况下氧化输出时的气体浓度、和不动作的情况下正常输出时的气体浓度的组合，计算样品气体GS中的NO气体浓度c1。
如之前说明地那样，测定出
(a)利用氧化输出时的NO2气体吸光用照射光的分析而计算出的NO2气体浓度cm、
(b)利用氧化输出时的O3气体吸光用照射光的分析而计算出的O3气体浓度c3+NO2气体浓度cm+SO2气体浓度cS、
(c)利用正常输出时的NO2气体吸光用照射光的分析而计算出的NO2气体浓度c2、
(d)利用正常输出时的NO2气体吸光用照射光的分析而计算出的NO2气体浓度c2+SO2气体浓度cS。
此处，由于判别出正常输出时的NO2气体浓度c2，因此也判别出SO2气体浓度cS。此外，由于判别出氧化输出时的NO2气体浓度cm，因此也判别出O3气体浓度c3。此外，NO气体浓度c1也由上述[数学式5]来表示。
这样，可测定NO气体浓度c1、NO2气体浓度c2及SO2气体浓度cS。
通过将上述测定方法进行组合，可测定NO气体、NO2气体及SO2气体的气体浓度。
此外，为了校正气体浓度，可利用零点气体GZERO或跨度气体GSPAN。零点气体GZERO是NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12不吸光的气体、例如氮气。跨度气体GSPAN为用所希望的测定范围的最大浓度值被校正后的气体，例如使用NO、NO2、SO2气体。
可停止样品气体GS的供给，之后进行零点气体GZERO的供给，测定零点气体GZERO流通时的受光信号来进行校正，或者，进行跨度气体GSPAN的供给，测定跨度气体GSPAN流通时被吸光后的受光信号来进行校正。该校正可随时实施，但在假定气体浓度指示值因结构部件随时间变化而变动的情况下进行，使其指示正确的值。
气体分析仪100是这种部件。
因此，能附加SO2浓度测定功能而不用变更装置结构。气体分析仪100这样进行分析。
根据本发明，能以简单结构来高精度地测定NO气体、NO2气体及SO2气体的气体浓度。
接着，参照图3说明第3方式。如图3所示，气体分析仪200包括NO2气体吸光用发光部11、O3气体吸光用发光部12、局部反射部13、气体流通单元21、透射光受光部31、基准光受光部32、气体调整部41、气体吸引部51、信号处理和驱动控制部61、以及修正部71。
若与利用图1说明的上述第1、第2方式相比，不同点在于特别追加了修正部71。此处，对修正部71及其动作重点进行说明，对其它结构标注相同编号且省略重复说明。
修正部71与基准光受光部32、信号处理和驱动控制部61、NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12相连接，特别是具有基于来自基准光受光部32的信号对驱动NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12的电流进行修正的功能。
基准光受光部32接收来自NO2气体吸光用发光部11的NO2气体吸光用照射光的基准光，输出其强度信号。修正部71基于强度信号，以使输出强度一定的方式对作为发光二极管驱动电流的驱动信号进行修正，然后将其输出。
同样地，基准光受光部32接收来自O3气体吸光用发光部12的O3气体吸光用照射光的基准光，输出其强度信号。修正部71基于强度信号，以使输出强度一定的方式对作为发光二极管驱动电流的驱动信号进行修正，然后将其输出。
通过采样这种追加了修正部71的结构，从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12输出的照射光的变动变少，可提高检测精度。
接着，参照附图说明对上述第1、第2、第3方式分别进行改良的第4方式。图4中，在之前说明的第1、第2、第3方式的气体分析仪的结构的基础上，还在NO2气体吸光用发光部11的光轴上包括透镜14，且在O3气体吸光用发光部12的光轴上包括透镜15。
一般而言，来自发光二极管的发光指向性较弱地进行扩散。因此，存在如下问题：通过光透射窗23而入射到气体流通单元21的检测空间25内的光的比例下降。因此，利用透镜14、透镜15来显著地提高从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12扩散且照射的照射光的指向性。由此，增加了通过光透射窗23而入射到气体流通单元21的检测空间25内的光的比例。其结果是，增加信号强度，进而具有改善气体浓度测定的精度、稳定性的效果。
另外，也可将NO2气体吸光用发光部11和透镜14模块化以构成为一体，且将O3气体吸光用发光部12和透镜15模块化以构成为一体。
接着，参照附图说明对上述第1、第2、第3方式进行改良的第5方式。如图5所示，配置有发光部16，以代替NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12。该发光部16是使NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12接近并将它们一体化后得到的发光二极管阵列。此外，在该发光部16的NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12的光轴上配置有透镜17。
由此，由于NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12的光轴接近，因此，用于提高指向性的透镜17有1个即可。此外，由于光轴接近，因此，向基准光受光部32的入射效率也提高。其结果是，增加信号强度，进而具有改善气体浓度测定的精度、稳定性的效果。
接着，参照附图说明对上述第1、第2、第3、第4、第5方式分别进行改良的第6方式。图6中，在之前说明的第1、第2、第3、第4、第5方式的气体分析仪的结构的基础上，还在光透射窗24与透射光受光部31之间配置有透镜18。利用透镜18，将透过光透射窗24后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光聚光并使其高效地入射到透射光受光部31。其结果是，增加信号强度，进而具有改善气体浓度测定的精度、稳定性的效果。
另外，也可将光透射窗24和透镜18通过模块化以构成为一体。此外，也可使光透射窗24本身为具有光透射性、具有聚光效果的凸面形状的透镜18，将该透镜18固定接合于管22而构成气体流通单元21。
接着，参照图7说明对上述第1、第2、第3方式进行改良的第6方式。其将气体流通单元21的光透射窗24置换成反射部28，且将透射光受光部31配置在局部反射部13中返回光路的光进行反射的位置。
在该结构中，从NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12照射出的照射光即出发光路的光透过光透射窗23，在管22的检测空间25内传播，在反射部28中反射，成为返回光路的光。反射后的返回光路的光在管22的检测空间25内以相反方向传播，从光透射窗23出射，在局部反射部13中反射，入射到透射光受光部31。
根据该结构，与图1、图3的第1、第2、第3方式相比，具有气体吸光的光路长度延长至2倍，因此，可期待提高吸光信号、改善气体浓度测定精度和稳定性的效果。
接着，参照图8说明对上述第1、第2、第3方式进行改良的第7方式。其包括使NO2气体吸光用发光部11、O3气体吸光用发光部12及透射光受光部31接近且通过模块化将它们一体化后得到的收发光部19。此外，其将气体流通单元21的光透射窗24置换成反射部28，且将透射光受光部31配置在局部反射部13中返回光路的光透过的位置。
由此，透镜17兼具提高来自NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12的照射光的指向性的功能，和将入射到透射光受光部31的照射光聚光的功能。此外，由于具有气体吸光的光路长度延长至2倍，因此，可期待提高吸光信号、改善气体浓度测定精度和稳定性的效果。
接着，参照附图说明对上述第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7方式进行改良的第8方式。图9是发光二极管的占空比-容许电流特性图。本方式进一步提高之前说明的第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7方式的气体分析仪的测定精度。
首先，对原理进行说明。如图9所示，发光二极管的容许电流一般具有如下特征：越是减小占空比以使输出期间较短，越能确保较大的电流值。因此，对于NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12的驱动电流，使其从图10所示的较大占空比变为图11所示的较小占空比(输出期间比停止期间要短)。此时，如图11所示，虽然输出时间变短，但可增大驱动电流值。因此，可提高照射光的输出强度，确保较高的信号电平，与噪声相对的信号电平相对地变高，可计算出稳定的气体浓度值。
此外，由于可缩短作为发光二极管的NO2气体吸光用发光部11及O3气体吸光用发光部12的发光时间，因此，可抑制因热量等导致的劣化，与连续发光相比可确保较长的寿命。
工业上的实用性
这种本发明的气体分析仪适用于测定一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这2种成分、或者一氧化氮气体(NO气体)、二氧化氮气体(NO2气体)及二氧化硫气体(SO2气体)这3种成分的分析，例如，最适合用于测定锅炉、垃圾焚烧等的燃烧废气。除此之外，作为钢铁用气体分析[高炉、转炉、热处理炉、烧结(球团设备)、焦炉]、果蔬贮藏及衰老、生物化学(微生物)[发酵]、大气污染[焚烧炉、烟气脱硫和脱硝]、汽车和船等的内燃机的废气(不含测试仪)、灾害预防[爆炸性气体检测、有毒气体检测、新建筑材料燃烧气体分析]、植物生长用、化学用分析[石油精炼厂、石化厂、燃气产生厂]、环境用[落地浓度、隧道内浓度、停车场、大楼管理]、物理化学各种实验用等的分析仪也是有用的。
符号说明
100、200：气体分析仪
11：NO2气体吸光用发光部
12：O3气体吸光用发光部
13：局部反射部
14：透镜
15：透镜
16：发光部
17：透镜
18：透镜
19：收发光部
21：气体流通单元
22：管
23、24：光透射窗
25：检测空间
26：气体流入口
27：气体流出口
28：反射部
31：透射光受光部
32：基准光受光部
41：气体调整部
42：臭氧产生部
43：气体混合部
51：气体吸引部
61：信号处理和驱动控制部
71：修正部
Claims (9)
1.一种气体分析仪，该气体分析仪测定样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)及二氧化氮气体(NO2气体)这2种成分的气体浓度，其特征在于，包括：
气体调整部，该气体调整部进行氧化输出和正常输出，该氧化输出中，利用臭氧的氧化使样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)全部反应成二氧化氮气体(NO2气体)，并利用臭氧的氧化使一部分二氧化氮气体(NO2气体)反应成五氧化二氮气体(N2O5气体)，将反应得到的测定对象气体输出，该正常输出中，将样品气体保持无反应的状态来作为测定对象气体并输出；
NO2气体吸光用发光部，该NO2气体吸光用发光部照射从二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域到可见区域的波长的NO2气体吸光用照射光；
O3气体吸光用发光部，该O3气体吸光用发光部照射臭氧气体(O3气体)及二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域的波长的O3气体吸光用照射光；
局部反射部，该局部反射部使NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光的一部分反射，并使剩余部分透过；
气体流通单元，该气体流通单元具有供来自气体调整部的测定对象气体流通的检测空间、及使透过局部反射部后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光入射到检测空间的光透射窗；
透射光受光部，该透射光受光部接收透过光透射窗并在气体流通单元内传播的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；
基准光受光部，该基准光受光部接收由局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；以及
信号处理和驱动控制部，该信号处理和驱动控制部与气体调整部、NO2气体吸光用发光部、O3气体吸光用发光部、透射光受光部及基准光受光部连接，
该信号处理和驱动控制部
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度cm，
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出O3气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3，
利用将气体调整部控制成正常输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度c2，
基于从所提供的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c0减去所测定的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3而计算得到的反应消耗时的气体浓度等于对测定对象气体中的一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1加上五氧化二氮气体(N2O5气体)的气体浓度(c1+c2-cm)/2后得到的气体浓度这一情况，根据计算出的c0、cm、c3、c2，计算一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1。
2.一种气体分析仪，该气体分析仪测定样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)、二氧化氮气体(NO2气体)及二氧化硫气体(SO2气体)这3种成分的气体浓度，其特征在于，包括：
气体调整部，该气体调整部进行氧化输出和正常输出，该氧化输出中，利用臭氧的氧化使样品气体中包含的一氧化氮气体(NO气体)全部反应成二氧化氮气体(NO2气体)，并利用臭氧的氧化使一部分二氧化氮气体(NO2气体)反应成五氧化二氮气体(N2O5气体)，将反应得到的测定对象气体输出，该正常输出中，将样品气体保持无反应的状态来作为测定对象气体并输出；
NO2气体吸光用发光部，该NO2气体吸光用发光部照射从二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域到可见区域的波长的NO2气体吸光用照射光；
O3气体吸光用发光部，该O3气体吸光用发光部照射臭氧气体(O3气体)、二氧化硫气体(SO2气体)及二氧化氮气体(NO2气体)吸光的紫外区域的波长的O3气体吸光用照射光；
局部反射部，该局部反射部使NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光的一部分反射，并使剩余部分透过；
气体流通单元，该气体流通单元具有供来自气体调整部的测定对象气体流通的检测空间、及使透过局部反射部后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光入射到检测空间的光透射窗；
透射光受光部，该透射光受光部接收透过光透射窗并在气体流通单元内传播的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；
基准光受光部，该基准光受光部接收由局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光；及
信号处理和驱动控制部，该信号处理和驱动控制部与气体调整部、NO2气体吸光用发光部、O3气体吸光用发光部、透射光受光部及基准光受光部连接，
该信号处理和驱动控制部
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度cm，
利用将气体调整部控制成氧化输出状态并发出O3气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3及二氧化硫气体(SO2气体)的气体浓度cs，
利用将气体调整部控制成正常输出状态并发出NO2气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化氮气体(NO2气体)的气体浓度c2，
利用将气体调整部控制成正常输出状态并发出O3气体吸光用照射光时来自透射光受光部及基准光受光部的信号，计算二氧化硫气体(SO2气体)的气体浓度cs，
基于从所提供的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c0减去所测定的臭氧气体(O3气体)的气体浓度c3而计算得到的反应消耗时的气体浓度等于对测定对象气体中的一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1加上五氧化二氮气体(N2O5气体)的气体浓度(c1+c2-cm)/2后得到的气体浓度这一情况，根据计算出的c0、cm、c3、c2，计算一氧化氮气体(NO气体)的气体浓度c1。
3.如权利要求1或2所述的气体分析仪，其特征在于，
具有与所述基准光受光部、所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部连接的修正部，
所述基准光受光部接收由局部反射部反射了一部分的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光，并将检测信号输出到修正部，
修正部基于该检测信号，将抑制变动的驱动电流输出到所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部。
4.如权利要求1或2所述的气体分析仪，其特征在于，
包括将来自所述NO2气体吸光用发光部的NO2气体吸光用照射光聚光并使其入射到所述气体流通单元的透镜、及将来自所述O3气体吸光用发光部的O3气体吸光用照射光聚光并使其入射到所述气体流通单元的透镜。
5.如权利要求1或2所述的气体分析仪，其特征在于，
包括：发光部，该发光部使所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部相邻并将它们收纳为一体；以及
将来自所述NO2气体吸光用发光部的NO2气体吸光用照射光及来自所述O3气体吸光用发光部的O3气体吸光用照射光聚光并使其入射到所述气体流通单元的透镜。
6.如权利要求1或2所述的气体分析仪，其特征在于，
包括将透过所述气体流通单元后的NO2气体吸光用照射光及透过所述气体流通单元后的O3气体吸光用照射光聚光的透镜。
7.如权利要求1或2所述的气体分析仪，其特征在于，
所述气体流通单元在一方具有光透射窗，且在另一方具有反射部，利用反射部使透过光透射窗后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光反射后再使其通过光透射窗，从而使其在检测空间内往返，并利用所述透射光受光部检测出由所述局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光。
8.如权利要求1或2所述的气体分析仪，其特征在于，
还包括收发光部，该收发光部使所述NO2气体吸光用发光部、所述O3气体吸光用发光部及所述透射光受光部相邻并将它们收纳为一体，
所述气体流通单元在一方具有光透射窗，且在另一方具有反射部，
利用反射部使透过光透射窗并从收发光部发出的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光反射后再使其通过光透射窗，使其在检测空间内往返，并利用收发光部的所述透射光受光部检测出由所述局部反射部反射后的NO2气体吸光用照射光及O3气体吸光用照射光。
9.如权利要求1或2所述的气体分析仪，其特征在于，
所述信号处理和驱动控制部采用作为交替进行所述NO2气体吸光用发光部及所述O3气体吸光用发光部的输出和停止的脉冲、且输出比停止要短的占空比的驱动电流。
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