CN109596538B - 分析装置和分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分析装置(100)，对导入样品的测量腔(1)照射脉冲振荡的光，分析所述样品中所含有的测量对象成分，所述分析装置不缩短脉冲宽度就能够抑制波长分辨率降低，所述分析装置具备：脉冲振荡的多个光源(2)；光检测器(3)，检测由所述光源(2)射出并通过所述测量腔(1)的光；信号分离部(6)，从由所述光检测器(3)得到的光强度信号中分离出与所述光源的脉冲振荡的一部分对应的信号。
Description
技术领域
本发明涉及用于例如气体的成分分析等的分析装置以及分析方法。
背景技术
以往，作为使用半导体激光器的分析装置，如专利文献1所示，可以考虑波长调制方式(或者也称为频率调制方式)的激光气体分析计。该激光气体分析计使用的分析方法如下：对注入半导体激光器的注入电流进行调制，对半导体激光器的振荡波长进行扫描，得到气体所包含的测量对象成分的吸收光谱，进行浓度定量分析(TDLAS:Tunable Diode LaserAbsorption Spectroscopy)。另外，该激光气体分析计为了提高其检测灵敏度，以与进行波长扫描的电流调制的频率相比充分高的频率施加小振幅的电流调制，由以该频率的两倍的频率进行锁定检测的信号获得光谱，进行浓度定量分析。
并且，在该分析装置中，可以考虑作为半导体激光器使用脉冲振荡型，使其准连续振荡来进行分析(准连续振荡方式)。在该准连续振荡方式中，使脉冲振荡型半导体激光器以尽可能短的脉冲宽度(例如数10ns程度)振荡，并用具有比脉冲振荡的重复周期慢得多且比注入电流的调制周期快得多的响应时间的光检测器受光，其结果得到与使用连续振荡型半导体激光器时同样的光强度信号，并进行分析。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2009-47677号
但是，在该准连续振荡方式的分析装置中，即使是例如数10ns程度的短的脉冲宽度，但该脉冲内的过渡性的温度变化会引起波长变化，其结果，与使用连续振荡型激光器的情况相比，导致得到的光谱的波长分辨率降低，从而分析性能变差。
因此，为了抑制准连续振荡方式中波长分辨率的降低，可以考虑缩短脉冲宽度。但是，越缩短脉冲宽度，则驱动半导体激光器的驱动基板需要越高的技术，从而导致该部分成本相应提高。
发明内容
本发明是鉴于上述问题提出的，目的在于例如在准连续振荡方式的分析装置中，不必缩短脉冲宽度就能抑制波长分辨率的降低。
即本发明涉及的分析装置，对导入样品的测量腔照射脉冲振荡的光，分析所述样品中含有的测量对象成分，其特征在于，具备：脉冲振荡的光源；光检测器，检测由所述光源射出并通过所述测量腔的光；以及信号分离部，从由所述光检测器得到的光强度信号分离出与所述光源的脉冲振荡的一部分对应的信号。
另外，本发明的分析方法，对导入样品的测量腔照射脉冲振荡的光，分析所述样品中含有的测量对象成分，其特征在于，使光源脉冲振荡，并对所述测量腔照射光，由光检测器检测通过所述测量腔的光，从由所述光检测器得到的光强度信号中分离出与所述光源的脉冲振荡的一部分对应的信号。
通过本发明，由于使光源脉冲振荡，对测量腔照射光，从由光检测器得到的光强度信号分离出与光源的脉冲振荡的一部分对应的信号，所以脉冲振荡的脉冲宽度不会对波长分辨率直接产生影响，不必缩短脉冲宽度就能够抑制波长分辨率的降低。其结果，与以往的准连续振荡方式相比，能够大幅提高波长分辨率。另外，由于不需要为了防止波长分辨率降低而使脉冲宽度变短，所以能够降低对光源进行驱动的驱动基板所需要的技术难度，也相应地降低该部分的成本。
在用作光源的半导体激光器中，脉冲振荡时产生温度变化，会产生波长变化。由于该过渡性的温度变化(波长变化)越到脉冲振荡的后半部分越缓，所以通过分离该部分的信号，提高波长分辨率。因此，优选所述信号分离部从所述光强度信号分离出与所述光源的脉冲振荡的后半部分对应的信号。按照该构成，能够通过使脉冲振荡的脉冲宽度比较宽(例如100ns程度)，将采样点尽量设定在靠脉冲后部分的时间(例如，脉冲振荡后的85～95ns时刻)，与以往的准连续振荡方式相比，大幅提高波长分辨率。
优选所述光源通过脉冲振荡用的驱动电流或者驱动电压和波长调制用的驱动电流或者驱动电压，进行脉冲振荡，并以规定的频率对振荡波长进行调制。具体地说，优选光源准连续振荡，并且产生由电流调制引起的温度变化，扫描振荡波长。通过该构成，准连续振荡与连续振荡相比，光源的消耗电力小，散热处理也容易，并且也能够延长光源的寿命。
为了通过简单的构成实现信号分离部，优选所述信号分离部具备：采样保持电路，将与所述光源的脉冲振荡的一部分对应的信号采样保持；以及AD转换器，对由所述采样保持电路得到的信号进行数字转换。在此，由于由采样保持电路分离与脉冲振荡的一部分对应的信号，所以AD转换器也可以是处理速度慢的转换器。
优选所述信号分离部从所述光强度信号分离出所述多个光源的脉冲间隔时的信号即偏移信号。根据该构成，由于也能够与脉冲振荡几乎同时获得光检测器的偏移信号，所以能够捕捉到由于干扰导致的偏移信号的变化，能够进行高精度的分析。另外，不需要为了获得偏移信号而使脉冲振荡型激光器等光源停止，或者设置用于截断射入光检测器的光的遮光结构。
为了在短时间内进行多个分析，优选分析装置具备以互不相同的时机进行脉冲振荡的多个光源，所述多个光源依次进行脉冲振荡。具体地说，可以考虑在一个光源的一个周期的期间，包含其他光源各自的一个脉冲。
为了易于由信号分离部分离信号，优选所述多个光源以脉冲振荡的激光互不重叠的方式进行脉冲振荡。
为了易于由信号分离部分离信号，优选所述信号分离部以与每个所述光源的脉冲振荡的时机同步的时机，从所述光强度信号中分离出每个所述光源的信号。
为了能够同时测量多种成分，并且易于进行其信号处理，优选所述多个光源分别与不同的测量对象成分对应。具体地说，多个光源分别具有与不同测量对象成分对应的振荡波长。
根据以上所述的本发明，由于能够使光源脉冲振荡，将光照射到测量腔，分离出与由光检测器得到的光强度信号光源的脉冲振荡的一部分对应的信号，所以不必缩短脉冲宽度，就能够抑制波长分辨率的降低。
附图说明
图1是本发明一实施方式的分析装置的整体示意图。
图2是同实施方式中的信号处理装置的功能框图。
图3是表示同实施方式中的驱动电流(电压)以及调制信号的图。
图4是表示同实施方式中的激光振荡波长的调制方法的示意图。
图5是表示准连续振荡的测量原理的示意图。
图6是表示同实施方式中的多个半导体激光器的脉冲振荡时机以及光强度信号的一个例子的示意图。
图7是表示同实施方式的信号分离部的构成的示意图。
图8是表示同实施方式的采样保持电路的一个例子的图。
图9是表示同实施方式中调制信号、光检测器的输出信号和测量结果的一个例子的时间序列图。
图10是表示变形实施方式的浓度计算的流程图。
图11是表示变形实施方式的分析装置的主要部分的示意图。
附图标记说明
100分析装置
1测量腔
2光源(半导体激光器)
3光检测器
6信号分离部
具体实施方式
以下，边参照附图边对本发明一实施方式的分析装置100进行说明。
该分析装置100是测量排气等的样品气体中所含有的测量对象成分(这里是例如CO、CO2、N2O、NO、NO2、H2O、SO2、CH4、NH3等)的浓度的浓度测量装置，如图1所示，其具备：测量腔1，导入样品气体；多个半导体激光器2，是对该测量腔1照射激光的光源；光检测器3，设置在透过测量腔1的激光的光路上，接收该激光；以及信号处理装置4，接收该光检测器3的输出信号即光强度信号，根据该值计算测量对象成分的浓度。
对各部分进行说明。
所述腔1由在所述测量对象成分的吸收波长带内几乎不吸收光的石英、氟化钙、氟化钡等透明材质形成光的入射口、射出口。虽未图示，但该腔1设置有用于将气体导入内部的进气口和用于排出内部的气体的排气口，所述样品气体从该进气口导入并装到该腔1内。
半导体激光器2在这里是作为半导体激光器2的一种的量子级联激光器(QCL:Quantum Cascade Laser)，是使中红外(4μm～10μm)激光脉冲振荡的脉冲振荡型半导体激光器。该半导体激光器2能够根据提供的电流(或者电压)对振荡波长进行调制(改变)。此外，只要可以脉冲振荡且振荡波长可变，也可以使用其他类型的激光器，为了改变振荡波长，也可以改变温度等。
光检测器3使用例如响应性良好的HgCdTe、InGaAs、InAsSb、PbSe等量子型光电元件。
信号处理装置4具备由缓存器和放大器等构成的模拟电路、由CPU和存储器等构成的数字电路、以及设置在这些模拟/数字电路之间的AD转换器、DA转换器等。并且，信号处理装置4根据存储于所述存储器的规定区域的规定的程序，使CPU和其外围设备协同动作，如图2所示，起到光源控制部5、信号分离部6和信号处理部7等功能，所述光源控制部5控制半导体激光器2的输出，所述信号分离部6从由光检测器3得到的光强度信号分离出每个半导体激光器2的信号，所述信号处理部7接收由信号分离部6分离出的每个半导体激光器2的信号，并对该数值进行运算处理计算出测量对象成分的浓度。
以下，对各部分5～7进行详细描述。
光源控制部5使多个半导体激光器2分别脉冲振荡，并且以规定的频率对激光的振荡波长进行调制。另外，光源控制部5控制多个半导体激光器2，使其变为与分别不同的测量对象成分对应的振荡波长，以相互相同的振荡周期且它们的振荡时机互不相同的方式脉冲振荡。
具体地说，光源控制部5通过输出电流(或者电压)控制信号，控制各半导体激光器2的电流源(或者电压源)，使电流源(或者电压源)的驱动电流(驱动电压)成为用于脉冲振荡的规定的阈值以上。如图3所示，本实施方式的光源控制部5使各半导体激光器2以按规定的周期(例如0.5～5MHz)重复的规定的脉冲宽度(例如10～100ns，占空比5％)的脉冲振荡，进行准连续振荡(准CW)。
另外，如图3所示，光源控制部5通过使电流源(或者电压源)的驱动电流(驱动电压)以小于所述脉冲振荡用的阈值的波长扫描用的值、以规定频率变化，产生温度变化，进行激光的振荡波长的扫描。各半导体激光器中的激光的振荡波长如图4所示，以测量对象成分的光吸收光谱的峰为中心进行调制。作为改变驱动电流的调制信号是以三角波状、锯齿波状或者正弦波状变化，并且其频率在例如100～10kHz内的信号。此外，图3表示了调制信号以三角波状变化的例子。
这样，使一个半导体激光器2准连续振荡并由光检测器3得到的光强度信号如图5所示。这样，能够用整个脉冲串获得光吸收光谱(吸收信号)。
另外，光源控制部5使多个半导体激光器2在互不相同的时机脉冲振荡。具体地说，如图6所示，多个半导体激光器2依次脉冲振荡，在一个半导体激光器2的脉冲振荡的一个周期内，包含各其他半导体激光器2的一个脉冲。即，一个半导体激光器2的相互相邻的脉冲内，包含各其他半导体激光器2的一个脉冲。此时，多个半导体激光器2的脉冲以互不重叠的方式振荡。
信号分离部6从由光检测器3得到的光强度信号，分离出多个半导体激光器2各自的信号。如图7所示，本实施方式的信号分离部6具备：采样保持电路61，多个所述采样保持电路61分别与多个半导体激光器2对应设置；AD转换器62，对由该采样保持电路61分离出的光强度信号进行数字转换。此外，采样保持电路61以及AD转换器62也可以对多个半导体激光器2共用一个。
采样保持电路61通过与对应的半导体激光器2的电流(或者电压)控制信号同步的采样信号，在与半导体激光器2的脉冲振荡的时机同步的时机，从光检测器3的光强度信号分离出对应的半导体激光器2的信号并保持。图8表示采样保持电路61的一个例子，但不限定于此。此处，采样保持电路61分离并保持与半导体激光器2的脉冲振荡的后半部分对应的信号。具体地说，采样保持电路61的开关SW的开闭时机与半导体激光器2的脉冲振荡的时机同步，保持与脉冲振荡的后半部分对应的信号。另外，如图6所示，采样保持电路61在所述后半部分(例如80～90ns时刻)的规定的采样点将信号分离。通过收集由该信号分离部6分离出的各半导体激光器2的多个信号，成为一个光吸收光谱，能够得到与使一个半导体激光器2准连续振荡时得到的光吸收光谱相比，波长分辨率更好的光谱。也可以将各半导体激光器2得到的多个光吸收光谱按时间平均来使用。在此，由采样保持电路61分离出与脉冲振荡的一部分对应的信号，所以AD转换器62可以是处理速度慢的转换器。
这样，信号处理部7使用由信号分离部6分离出的各半导体激光器2的吸收光谱，计算与各半导体激光器2对应的测量对象成分的浓度。
具体地说信号处理部7由第一计算部71、频率成分提取部72以及第二计算部73等构成。
第一计算部71计算在装入样品气体并由其中的测量对象成分产生光吸收的状态下的透过测量腔1的激光(以下，也称为测量对象光。)的光强度，和光吸收实际上为零状态下的透过测量腔1的激光(以下，也称为参照光。)的光强度之比的对数(以下，也称为强度比对数。)。
更详细地说，前者、后者任意一个光强度都由光检测器3测量，其测量结果数据存储在存储器的规定区域，第一计算部71参照该测量结果数据计算强度比对数。
但是，前者的测量(以下，也称为样品测量。)当然是每次对各样品气体进行。后者的测量(以下，也称为参照测量。)可以每次在样品测量的前后任意一处进行，也可以在适当的时机，例如只进行一次，将该结果存储于存储器，对各样品测量所公用。此外，在样品测量以及参照测量中，都是由上述的光源控制部5以及信号分离部6获得各半导体激光器2的吸收光谱，计算各半导体激光器2的强度比对数。
此外，在该实施方式中，为了得到光吸收实际上为零的状态，将在测量对象成分出现光吸收的波长带中光吸收实际上为零的零气体例如N2气体装入测量腔1，但是也可以是其他气体，也可以将测量腔1内抽真空。
频率成分提取部72用具有调制频率的n倍(n为1以上的整数)的频率的参照信号对第一计算部71计算出的强度比对数(以下，也称为吸光度信号。)进行锁相检波，从该强度比对数提取参照信号具有的频率成分。此外，锁相检波既可以用数字计算，也可以由模拟电路进行计算。另外，频率成分的提取不仅限于锁相检波，也可以使用例如傅里叶级数展开这样的方式。
第二计算部73根据由频率成分提取部72得到的检波结果，计算测量对象成分的浓度。
下面，说明各部分的详细情况，并说明该分析装置100的动作的一个例子。
首先，如上所述，光源控制部5控制多个半导体激光器2，用所述调制频率，并且以测量对象成分的吸收光谱的峰为中心，对激光的波长进行调制。
接着，当由操作员或者自动地将零气体封入腔1内时，检测到该气体的第一计算部71进行参照测量。
具体地说，接收腔1中装入零气体的状态下的来自光检测器3的输出信号，信号分离部6分离出各半导体激光器2的信号，信号处理部7将该值存储到存储器中。图9的(a)表示用时间序列图表示该参照测量中的由各半导体激光器2产生的信号的值，即参照光强度。即，只将由激光的驱动电流(电压)的调制而产生的光输出的变化，表现到光检测器3的输出信号上。
因此，当由操作员或者自动将样品气体装入腔1内时，第一计算部71进行样品测量。具体地说，接收腔1中装入样品气体的状态下的来自光检测器3的输出信号，信号分离部6分离出各半导体激光器2的信号，信号处理部7将该值存储到测量结果数据存储部中。将该值存储到存储器的规定区域。图9的(b)表示用时间序列图表示该样品测量中的由各半导体激光器2产生的信号的值，即测量对象光强度。可知，每隔调制的半周期出现吸收的峰。
下面，第一计算部71使各测量数据与调制周期同步，计算测量对象光的光强度和参照光的光强度的强度比对数。具体地说，进行与以下的公式(数1)均等的计算。
(数1)
其中，Dm(t)为测量对象光强度，Dz(t)为参照光强度，A(t)为强度比对数(吸光度信号)。将该吸光度信号以时间为横轴表示到图中则图9的(c)所示。
此外，作为强度比对数的计算方法，可以是计算测量对象光强度和参照光强度之比后求其对数，也可以是分别求测量对象光的对数以及参照光强度的对数之后计算它们的差值。
接着，频率成分提取部72用具有调制频率两倍频率的参照信号，对强度比对数进行锁相检波，即，提取调制频率两倍频率成分，将该数据(以下，也称为锁相数据。)存储于存储器的规定区域。此外，也可以分别对测量对象光的对数和参照光强度的对数进行锁相检波后计算差值，由此得到锁相数据。
该锁相数据的值成为与测量对象成分的浓度成比例的值，第二计算部73根据该锁相数据的值，计算表示测量对象成分的浓度的浓度指示值。
但是，通过这样的构成，即使由于某种主要原因，激光强度变动，对于所述的强度比对数，只是增加一定的偏移量，但波形不变化。因此，对其进行锁相检波而计算的各频率成分的值不变，浓度指示值不变，所以能够期待高精度的测量。
以下，对其理由进行详细地说明。
一般而言，对吸光度信号A(t)进行傅里叶级数展开，用下式(数2)表示。
此外，式(数2)中的an是与测量对象成分的浓度成比例的值，所述第二计算部73根据该值an计算表示测量对象成分的浓度的浓度指示值。
(数2)
其中，fm为调制频率，n为相对于调制频率的倍数。
另一方面，A(t)再表示为所述式(数1)。
下面，下式(数3)表示在测量中激光强度由于某种主要原因而变动α倍时的吸光度信号A’(t)。
(数3)
由该式(数3)可以明确，A’(t)只是对激光强度不变动时的吸光度信号A(t)加上一定值即－ln(α)，即使激光强度变化，各频率成分的值an也不变化。
因此，不会对根据调制频率两倍的频率成分的值决定的浓度指示值产生影响。
以上是样品气体不含有测量对象成分以外的干扰成分时的分析装置100的动作例子。
下面，对样品气体中含有在测量对象成分的峰的光吸收波长具有光吸收的一个或者多个干扰成分(例如H2O)时的本分析装置100的动作例子进行说明。
首先，对原理进行说明。
由于测量对象成分和干扰成分的光吸收光谱形状不同，所以各成分单独存在时的吸光度信号波形不同，各频率成分的比例不同(线形独立)。利用这点，通过利用测量的吸光度信号的各频率成分的值，和事先求出的测量对象成分和干扰成分的吸光度信号的各频率成分的关系，求解联立方程式，能够得到修正了干扰影响的测量对象成分的浓度。
测量对象成分、干扰成分各自单独存在时的每单位浓度的吸光度信号分别为Am(t)、Ai(t)，各自的吸光度信号的各频率成分为anm、ani，则以下公式(数4、数5)成立。
(数4)
(数5)
测量对象成分、干扰成分的浓度分别以Cm、Ci存在时的吸光度信号值A(t)利用各吸光度的线形性，能够由以下的公式(数6)表示。
(数6)
其中，A(t)的fm和2fm的频率成分分别为a1、a2，根据上式(数6)，以下的联立方程式(数7)成立。
(数7)
almCm+a1iCi＝al
a2mCm+a2iCi＝a2
由于测量对象成分、干扰成分各自单独存在时的各频率成分anm、ani(n为自然数，这里n＝1、2)能够事先使各跨度气体流经并计算，所以通过求解上式(数7)的联立方程式这样简单且可靠的计算，就能够确定去除干扰影响的测量对象气体的浓度Cm。
分析装置100根据上述原理进行动作。
即，此时的分析装置100例如事前使跨度气体流经而预先进行测量等，将测量对象成分以及干扰成分单独存在时的各自的吸光度信号的频率成分a1m、a2m、a1i、a2i(单独频率成分)存储于存储器的规定区域。具体地说，与前例相同，分别对测量对象成分以及干扰成分测量测量对象光强度和参照光强度，计算这些强度比对数(吸光度信号)，根据该强度比对数进行锁相检波等，计算所述频率成分a1m、a2m、a1i、a2i并存储它们。此外，也可以不是所述频率成分，而是存储每单位浓度的吸光度信号Am(t)、Ai(t)(单独对数强度比)，由所述式(数4)计算频率成分a1m、a2m、a1i、a2i。
并且，该分析装置100根据来自操作员的输入等，确定测量对象成分以及干扰成分。
接着，所述第一计算部71根据所述式(数1)计算强度比对数A(t)。
然后，频率成分提取部72以具有所述调制频率fm以及其两倍频率2fm的参照信号对强度比对数进行锁相检波，提取各频率成分a1、a2(锁相数据)，存储到存储器的规定区域。
并且，第二计算部73将所述锁相数据的值a1、a2以及存储于存储器的频率成分a1m、a2m、a1i、a2i的值代入所述式(数7)，或者进行与其均等的计算，计算出表示去除了干扰影响的测量对象气体的浓度的浓度(或者浓度指示值)Cm。此时，也可以计算各干扰成分的浓度(或者浓度指示值)Ci。
此外，即使假设存在两种以上干扰成分的情况，能够通过根据干扰成分的数量，追加更高次的频率成分，求解与成分种类的数量相同元数的联立方程式，确定同样去除了干扰影响的测量对象成分的浓度。
即，一般而言，测量对象成分和干扰成分合在一起存在n种气体时，第k个气体种类的i×fm的频率成分为aik，第k个气体种类的浓度为Ck时，以下的公式(数8)成立。
(数8)
通过求解由该式(数8)表示的n元联立方程式，能够确定测量对象成分以及干扰成分的各气体的浓度。
另外，也可以追加比n大的次数的高谐波成分，得到比气体种类数量大的元数的联立方程式，通过最小二乘法确定各气体浓度，通过这样，也能够针对测量噪声，确定误差更小的浓度。
此处，可以考虑对测量对象成分和干扰成分合在一起n种气体，计算各气体的浓度，这些各气体中存在浓度在规定的阈值以下的阈值以下成分时，对去除该阈值以下成分的气体重新计算各气体的浓度。
具体地说，如图10所示，第二计算部73求解由所述公式(数8)表示的n元联立方程式，计算n种气体各自的浓度(S1)。并且，由设置于信号处理部7的判别部，判断各气体中是否存在浓度在规定的阈值以下的阈值以下成分(S2)。阈值以下成分有j种时，第二计算部73对去除该阈值以下成分的(n－j)种气体，根据与所述的公式(数8)相同的想法表示的(n－j)元联立方程式，重新计算各气体的浓度(S3)。由此，能够对存在的气体种类进行高精度的浓度计算。这种测量对象成分的浓度计算重复计算至检测不到阈值以下成分或者重复计算规定次数。
另外，作为判断为无阈值以下成分后的动作，可以例举例如，判断计算的浓度是否存在异常值(S4)。在S4中，含有异常值时，第二计算部73返回前一次计算的浓度(S5)，判断其前一次计算的浓度是否存在异常值。不含有异常值时，输出该不含有异常值的浓度(S6)。
通过本实施方式的分析装置，使多个半导体激光器2以互不相同的时机脉冲振荡，对测量腔1照射激光，从由光检测器3得到的光强度信号分离出每个半导体激光器2的信号，所以能够通过一个分析装置100高效率地进行使用多个半导体激光器2的多个测量对象成分的分析。
另外，本发明并不限于所述实施方式。
例如，在所述实施方式中，对半导体激光器2的振荡波长进行调制，但是也可以将半导体激光器2的振荡波长固定。
另外，在所述实施方式中，使半导体激光器2准连续振荡，但是也可以只进行脉冲振荡。
并且，在所述实施方式中，使用模拟电路(采样保持电路61)构成信号分离部6，但也可以由数字电路构成。此时，可以考虑用AD转换器将来自光检测器3的光强度信号变为数字信号后，利用与各半导体激光器2的脉冲振荡同步的样品信号从该数字信号进行采样并分离。
而且，除了所述实施方式之外，信号分离部6也可以从光检测器3的光强度信号分离出多个半导体激光器2的脉冲间隔时的信号即偏移信号。并且，信号处理部7使用该偏移信号，在参照测量以及样品测量中，修正光检测器3的光强度信号。通过这样的构成，由于也能够与脉冲振荡几乎同时获得光检测器3的偏移信号，所以能够捕捉到由于干扰导致的偏移信号的变化，能够进行高精度的分析。另外，也不需要为了获得偏移信号而使半导体激光器2停止，或者设置用于截断射入光检测器3的光的遮光结构。
另外，在所述实施方式中，多个光源是以相互相同的振荡周期进行脉冲振荡，但是这些光源的振荡周期也可以是互不相同。
在所述实施方式中，使用多个半导体激光器测量样品气体中所包含的多个测量对象成分的浓度，但是也可以使用多个半导体激光器，测量除测量对象成分的浓度之外的其他的测量项目。
在所述实施方式中具备多个光源，但是也可以是只有一个光源的构成。即使在这种情况下，信号分离部也与一个光源的脉冲振荡同步，将信号分离。
另外，样品气体不仅限于排放气体，也可以是大气等，也可以是液体或固体。在这个含义下，测量对象成分不仅限于气体，液体或固体也能够应用本发明。另外，不仅限于穿透测量对象的光的吸光度，也能够用于计算反射的吸光度。
也可以使用振荡波长互不相同的光源对同一测量对象成分进行分析。由此，能够增加信息量，进一步降低干扰影响。
光源不论半导体激光器，也可以是其他类型的激光器，只要具有确保测量精度的充分的半宽的单波长光源且可以波长调制，使用哪种光源都可以。
在所述实施方式中具有采样保持电路和AD转换器，但是只要是AD转换器具有采样保持功能，可以不设置采样保持电路。
在所述实施方式中，由一个光检测器进行样品测量以及参照测量，但是也可以如图11所示，使用两个光检测器31、32，一个光检测器31用作样品测量，另一个光检测器32用作参照测量。此时，利用半反射镜33使来自光源2的光分路。另外，也可以在参照测量的光路上配置参照腔。此外，可以考虑在参照腔中封入零气体或浓度已知的基准气体。
此外，只要不违反本发明的宗旨，可以进行各种实施方式的变形和组合。
Claims (8)
1.一种分析装置，对导入样品的测量腔照射脉冲振荡的光，分析所述样品中含有的测量对象成分，其特征在于，具备：
脉冲振荡的光源；
光检测器，检测由所述光源射出并通过所述测量腔的光；以及
信号分离部，从由所述光检测器得到的光强度信号分离出与所述光源的脉冲振荡的后半部分对应的信号，
所述光源通过脉冲振荡用的驱动电流或者驱动电压和波长调制用的驱动电流或者驱动电压，进行脉冲振荡，并以规定的频率对振荡波长进行调制，
通过收集由所述信号分离部分离的多个信号，作为一个光吸收光谱。
2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，
所述信号分离部具备：
采样保持电路，将与所述光源的脉冲振荡的后半部分对应的信号采样保持；以及
AD转换器，对由所述采样保持电路得到的信号进行数字转换。
3.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述信号分离部从所述光强度信号中分离出所述光源的脉冲间隔时的信号即偏移信号。
4.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，
具备以互不相同的时机进行脉冲振荡的多个光源，
所述多个光源依次进行脉冲振荡。
5.根据权利要求4所述的分析装置，其特征在于，所述多个光源以光互不重叠的方式脉冲振荡。
6.根据权利要求4所述的分析装置，其特征在于，所述信号分离部以与每个所述光源的脉冲振荡的时机同步的时机，从所述光强度信号中分离出每个所述光源的信号。
7.根据权利要求4所述的分析装置，其特征在于，所述多个光源分别具有与不同的测量对象成分对应的振荡波长。
8.一种分析方法，对导入样品的测量腔照射脉冲振荡的光，分析所述样品中含有的测量对象成分，其特征在于，
使光源通过脉冲振荡用的驱动电流或者驱动电压和波长调制用的驱动电流或者驱动电压进行脉冲振荡，并对所述测量腔照射以规定的频率对振荡波长进行调制的光，由光检测器检测通过所述测量腔的光，从由所述光检测器得到的光强度信号中分离出与所述光源的脉冲振荡的后半部分对应的信号，通过收集分离的多个信号，作为一个光吸收光谱。
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