CN109668834A - 分析装置、多重反射池和分析方法 - Google Patents

分析装置、多重反射池和分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供分析装置、多重反射池和分析方法，能简化多重反射池的结构，并且能测定高浓度的测定对象成分和低浓度的测定对象成分双方。所述分析装置(100)向导入了试样的多重反射池(20)照射光，检测从所述多重反射池(20)射出的光，分析试样中所含的测定对象成分，所述分析装置(100)包括：向多重反射池(20)射入第一光(L1)的第一光照射部(10A)；向多重反射池(20)射入入射光路与第一光(L1)不同的第二光(L2)的第二光照射部(10B)，多重反射池(20)具有反射第一光(L1)和第二光(L2)的一对反射镜(22)、(23)。

Description

分析装置、多重反射池和分析方法
技术领域
本发明涉及使用多重反射池的分析装置。
背景技术
以往，作为分析试样所含的测定对象成分的分析装置，存在使用怀特池和赫里奥特池等多重反射池的装置。通过使用所述多重反射池，可以加长光路长度而不会使池大型化。其结果，能够增大低浓度的测定对象成分等的检测信号，从而能够提高测定精度。
在此，如专利文献1所示，在使用像散镜(astigmatic mirror)的赫里奥特池中，考虑在多重反射池的池主体上设置长光路用的反射镜对和短光路用的反射镜对。通过这样地在一个多重反射池中实现长光路和短光路，实现了扩大动态范围。
可是，需要长光路用的反射镜对和短光路用的反射镜对，不仅多重反射池的结构变得复杂，也增加了多重反射池的内容积。
现有技术文献
专利文献1：国际公开第2011/114096号
发明内容
本发明是用于解决所述的问题点而做出的发明，本发明的主要目的是提供分析装置，其能够简化多重反射池的结构，并且能够测定高浓度的测定对象成分和低浓度的测定对象成分双方。
即，本发明提供一种分析装置，其向导入了试样的多重反射池照射光，检测从所述多重反射池射出的光，分析所述试样中所含的测定对象成分，所述分析装置包括：第一光照射部，使第一光射入所述多重反射池；以及第二光照射部，使入射光路与所述第一光不同的第二光射入所述多重反射池，所述多重反射池具有反射所述第一光和所述第二光的一对反射镜。
按照本发明，由于具有反射入射光路彼此不同的第一光和第二光的一对反射镜，所以能够使所述一对反射镜反射第一光的反射次数与反射第二光的反射次数彼此不同。由此，能够简化多重反射池的结构，并且能够测定高浓度的测定对象成分和低浓度的测定对象成分双方。此外，因为能够简化多重反射池的结构，所以能够减小多重反射池的内容积、加快试样的置换速度，从而能够提高响应性。此外，由于具有第一光照射部和第二光照射部，所以能使第一光和第二光同时射入多重反射池。由此，能够同时测定高浓度的测定对象成分和低浓度的测定对象成分。此外，通过使第一光的波长范围和第二光的波长范围彼此不同，能够同时测定多个测定对象成分。
为了通过将光照射部和光检测器等光学系统设置在多重反射池的一侧，使装置的配置简单化，优选的是，所述多重反射池从所述一对反射镜的一方侧导入所述第一光和所述第二光，并且从所述一方侧导出所述第一光和所述第二光。
在此，优选的是，在所述一对反射镜的至少一方上形成有所述第一光的入口和出口以及所述第二光的入口和出口。按照该结构，在收容一对反射镜的池主体上，无需在反射镜的主视观察时的所述反射镜的外侧设置入口和出口，可以使多重反射池小型化。
在该情况下，为了防止另一方的光从一方的光的入口和出口意外地射出，优选的是，所述第一光的入口和出口的形成位置位于与所述一对反射镜的所述第二光的反射位置不同的位置，所述第二光的入口和出口的形成位置位于与所述一对反射镜的所述第一光的反射位置不同的位置。
优选的是，仅在所述一对反射镜的一方上形成有所述第一光的入口和出口以及所述第二光的入口和出口。按照该结构，可以简化另一方的反射镜的结构。此外，优选的是，多重反射池具备池主体，所述池主体收容所述一对反射镜，并且具有导入所述试样的导入口和导出所述试样的导出口，在该情况下，由于在所述池主体上只要在一侧设置导入或导出第一光和第二光的光学窗部件即可，所以能简化池主体的结构。
在此，为了进一步简化池主体的结构，优选的是，池主体具有射入和射出所述第一光和所述第二光的一个光学窗部件。
为了扩大从低浓度到高浓度的测定范围，优选的是，所述第一光被所述一对反射镜多重反射后射出，所述第二光被所述一对反射镜以少于所述第一光的反射次数的反射次数多重反射、或被所述一对反射镜之一单反射后射出。
此外，本发明还提供一种多重反射池，其导入试样并且将光多重反射后射出，所述多重反射池具有反射入射光路彼此不同的第一光和第二光的一对反射镜，所述一对反射镜通过反射所述第一光形成长光路长度，并且通过反射所述第二光形成短光路长度。
此外，本发明还提供一种分析方法，其向导入了试样的多重反射池照射光，检测从所述多重反射池射出的光，分析所述试样中所含的测定对象成分，通过使入射光路彼此不同的第一光和第二光射入所述多重反射池并被所述多重反射池内的一对反射镜反射，由所述第一光形成长光路长度，并且由所述第二光形成短光路长度。
按照如上所述的本发明，能够简化多重反射池的结构，并且能够测定高浓度的测定对象成分和低浓度的测定对象成分双方。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的分析装置的整体示意图。
图2是表示同实施方式的多重反射池的结构的剖视图。
图3是表示同实施方式的一方的反射镜的反射位置与入口和出口的位置关系的主视图。
图4是同实施方式的信息处理装置的功能框图。
图5是表示同实施方式的激光振荡波长的调制方法的示意图。
图6是表示同实施方式的驱动电流(电压)和调制信号的图。
图7是表示变形实施方式的一方的反射镜的反射位置与入口和出口的位置关系的主视图。
图8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
10A 第一光照射部
L1 第一光
10B 第二光照射部
L2 第二光
20 多重反射池
21 池主体
22 一方的反射镜
23 另一方的反射镜
X1 第一光的入口
X2 第一光的出口
X3 第二光的入口
X4 第二光的出口
P1 导入口
P2 导出口
211 光学窗部件
30A 第一光检测器
30B 第二光检测器
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明一个实施方式的分析装置100。
本实施方式的分析装置100是测定例如来自内燃机的排气等试样气体中所含的测定对象成分(在此例如是CO，CO2，N2O，NO，NO2，H2O，SO2，CH4，NH3等)的浓度的浓度测定装置，具体地说，如图1所示，分析装置100包括：光照射部10；多重反射池20，导入试样气体并对来自光照射部10的光进行多重反射；光检测部30，检测从多重反射池20射出的光；以及信息处理装置40，根据由光检测部30检测到的光强度信号，分析试样气体所含的测定对象成分。
光照射部10包括：第一光照射部10A，使第一光L1射入多重反射池20；以及第二光照射部10B，使入射光路与第一光L1不同的第二光L2射入多重反射池20。另外，入射光路不同除了包含向多重反射池20射入的入射角度不同以外，还包含向多重反射池20射入的入射角度相同而光路彼此分开的情况。
本实施方式的第一光照射部10A和第二光照射部10B都以共通的半导体激光器11作为光源。具体地说，第一光照射部10A和第二光照射部10B包括共通的半导体激光器11以及将从所述半导体激光器11射出的激光分成两个光的共通的分束器12，由分束器12分成的一方的光成为第一光L1，由分束器12分成的另一方的光成为第二光L2。此外，第二光照射部10B还包括将分成的另一方的光导向多重反射池20的反射镜等光学元件13。这样，通过使用共通的半导体激光器11，第一光照射部10A和第二光照射部10B将第一光L1和第二光L2同时射入多重反射池20。
另外，第一光照射部10A和第二光照射部10B也可以无需将半导体激光器共通化，而是分别具有一个半导体激光器。在该情况下，不需要分束器12。此外，如果由分束器12分成的激光的一方直接射入多重反射池20，则第一光照射部10A就不需要反射镜等光学元件，否则与第二光照射部10B同样，第一光照射部10A也可以具有将分成的一方的光导向多重反射池20的反射镜等光学元件。
在此，半导体激光器11是量子级联激光(QCL:Quantum Cascade Laser)，发出中红外(4μm～10μm)的激光。所述半导体激光器11能根据被施加的电流(或电压)调制(改变)振荡波长。另外，只要振荡波长可变，则也可以使用其它类型的激光，为了改变振荡波长，也可以改变温度等。
如图2所示，多重反射池20是被称为赫里奥特池的类型。所述多重反射池20具备：池主体21，内部空间S导入试样气体；以及一对反射镜22、23，在池主体21内相对设置。
在池主体21上设有用于向内部空间S导入试样气体的导入口P1以及用于从内部空间S导出试样气体的导出口P2。此外，在池主体21上形成有用于使来自第一光照射部10A和第二光照射部10B的光L1、L2射入的入射窗W1以及用于使被一对反射镜22、23反射后的激光向外部射出的射出窗W2。
在此，入射窗W1和射出窗W2由一个光学窗部件211构成。另外，光学窗部件211由在试样气体所含的测定对象成分的吸收波长范围中几乎不存在光的吸收的石英、氟化钙、氟化钡等透明材质形成。
一对反射镜22、23在池主体21的内部空间S中相对设置，反射第一光L1和第二光L2。另外，本实施方式的反射镜22、23使用彼此垂直的两个轴的曲率半径不同的超环面反射镜等非球面反射镜，但是也可以使用球面反射镜。另外，通过使用超环面反射镜使光点集中于反射面的某一区域，能够提高反射镜的利用效率，作为结果能够实现反射镜的小型化。此外，一对反射镜22、23具有彼此相同的镜面形状，但是也可以是彼此不同的镜面形状。
此外，在一方的反射镜22上形成有：用于将第一光L1导入一对反射镜22、23内的入口X1；用于将第一光L1导出一对反射镜22、23外的出口X2；用于将第二光L2导入一对反射镜22、23内的入口X3；以及用于将第二光L2导出一对反射镜22、23外的出口X4。这样，由于仅在一方的反射镜22上形成有第一光L1的入口X1和出口X2以及第二光L2的入口X3和出口X4，所以能够简化另一方的反射镜23的结构。
在本实施方式中，从入口X1导入的第一光L1在一对反射镜22、23的反射面之间被多重反射后，被从出口X2导出。此外，从入口X3导入的第二光L2被另一方的反射镜23的反射面反射一次后从出口X4导出。即，本实施方式的第二光L2不被一方的反射镜22反射。此外，以夹着第一光L1的射入方向和射出方向通过的面的方式形成第二光L2的射入方向和射出方向。
在此，图3表示了一方的反射镜22上的第一光L1的反射点(反射位置)与各入口和出口X1～X4的位置关系。第一光L1的入口X1和出口X2的形成位置位于与一对反射镜22、23的第二光L2的反射位置不同的位置。此外，第二光L2的入口X3和出口X4的形成位置位于与一对反射镜22、23的第一光L1的反射位置不同的位置。具体地说，第二光L2的入口X3和出口X4在一方的反射镜22上形成在没有第一光L1的反射点的空白部分。因此，一对反射镜22、23的反射面被设计为：没有第一光L1的反射点的空白部分成为能形成第二光L2的入口X3和出口X4的范围。
此外，在本实施方式中，第一光L1的入口X1和出口X2由形成在一方的反射镜22的中央部的共通的通孔构成。此外，第二光L2的入口X3和出口X4形成在以第一光L1的入口X1(出口X2)为中心的对称位置上。
光检测部30具有：第一光检测器30A，检测从多重反射池20射出的第一光L1；以及第二光检测器30B，检测从多重反射池20射出的第二光L2。第一光检测器30A和第二光检测器30B在此使用价格相对较低的热电堆等热型检测器，也可以使用其它类型的检测器，例如可以使用响应性好的HgCdTe、InGaAs、InAsSb、PbSe等量子型光电元件。
信息处理装置40具备：包含缓冲器、放大器等的模拟电路；包含CPU、存储器等的数字电路；以及作为所述模拟电路和数字电路之间的媒介AD转换器、DA转换器等，通过使CPU及其外围设备按照存储在所述存储器的规定区域中的规定的程序协同动作，如图4所示信息处理装置40发挥作为控制所述半导体激光器2的输出的光源控制部41、以及接收来自所述光检测器30A、30B的输出信号并对其值进行计算处理从而计算测定对象成分的浓度的信号处理部42的功能。
以下具体说明各部分。
所述光源控制部41通过输出电流(或电压)控制信号，控制半导体激光器11的电流源(或电压源)，由此，使所述驱动电流(或驱动电压)以规定频率变化，进而用所述规定频率对从半导体激光器11输出的激光的振荡波长进行调制。
在所述实施方式中，光源控制部41使驱动电流正弦波状地变化，将所述振荡频率调制为正弦波状(参照图6的调制信号)。此外，如图5所示，所述激光的振荡波长以测定对象成分的光吸收光谱的峰值为中心被调制。通过由所述光源控制部41控制半导体激光器11，第一光照射部10A和第二光照射部10B将第一光L1和第二光L2同时射入多重反射池20。另外，同时射入是指只要第一光L1和第二光L2处于瞬间存在于多重反射池2内的状态，则它们射入的时机也可以不完全一致。
所述信号处理部42由第一计算部421、频率成分提取部422、第二计算部423等构成。
第一计算部421计算透过封入有试样气体且其中的测定对象成分产生了光吸收状态下的所述池20的激光(以下也称为测定对象光)的光强度与透过光吸收实质上为零状态下的所述池20的激光(以下，也称为参考光)的光强度的比的对数(以下，也称为强度比对数)。
更具体地说，前者、后者的光强度都由所述光检测器30A、30B测定，当所述测定结果数据存储到存储器的规定区域时，所述第一计算部421参照所述测定结果数据计算所述强度比对数。
可是，前者的测定(以下，也称为试样测定)，当然对每个试样气体都进行。后者的测定(以下，也称为参考测定)，可以在每次所述试样测定的前后之一进行，也可以在适当的时机仅进行例如一次并将其结果存储在存储器中在各试样测定中共通使用。
另外，在所述实施方式中，为了使光吸收成为实质上为零的状态，向多重反射池20封入在能够观测到所述测定对象成分的光吸收的波长范围中光的吸收实质成为零的例如N2气体等零点气体，也可以是其它的气体，还可以将多重反射池20内设为真空。
所述频率成分提取部422用具有所述调制频率的n倍(n是1以上的整数)频率的参考信号，对所述第一计算部421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，从所述强度比对数提取参考信号所具有的频率成分。另外，锁相检波可以通过数字计算进行，也可以通过模拟电路的计算进行。此外，频率成分的提取不仅可以使用锁相检波，也可以使用例如被称为傅立叶级数展开的方式。
第二计算部423根据所述频率成分提取部422的检波结果，计算所述测定对象成分的浓度。
接着，兼顾所述各部分的具体说明，对所述分析装置100的动作的一个例子进行说明。
首先，如上所述，光源控制部41控制半导体激光器11，以所述调制频率且将测定对象成分的吸收光谱的峰值为中心，对激光的波长进行调制。
接着，如果由操作者或自动地向多重反射池20内封入零点气体，则检测到该情况的所述第一计算部421进行参考测定。
具体地说，接收零点气体封入多重反射池20的状态下的来自光检测器30A、30B的输出信号，并将其值存储在测定结果数据存储部中。如果用时序图表示所述参考测定中的光检测器30A、30B的输出信号的值亦即参考光强度，则成为图6的(a)。即，光检测器30A、30B的输出信号中仅显示出激光的驱动电流(电压)的调制带来的光输出的变化。
于是，如果由操作者或自动地向多重反射池20内封入试样气体，则所述第一计算部421进行试样测定。具体地说，接收试样气体封入多重反射池20的状态下的来自光检测器30A、30B的输出信号并将其值存储在存储器的规定区域中。如果用时序图表示所述试样测定中的光检测器30A、30B的输出信号的值亦即测定对象光强度，则成为图6的(b)。可知每隔调制的半个周期出现吸收的峰值。
接着，第一计算部421使各测定数据与调制周期同步，计算测定对象光的光强度与参考光的光强度的强度比对数。具体地说，进行相当于以下的公式(数学式1)的计算。
[数学式1]
在此，Dm(t)为测定对象光强度，Dz(t)为参考光强度，A(t)为强度比对数(吸光度信号)。当取时间为横轴将所述吸光度信号表示在图中时，则成为图6的(c)。
另外，作为求强度比对数的方法，可以计算测定对象光强度与参考光强度的比后来求出其对数，也可以分别求出测定对象光的对数和参考光强度的对数，并将它们相减。
接着，频率成分提取部422用具有所述调制频率的2倍的频率的参考信号对所述强度比对数进行锁相检波，即，提取所述调制频率的2倍的频率成分，将其数据(以下，也称锁相数据)存储在存储器的规定区域中。另外，频率成分提取部422也可以用具有调制频率的例如3倍以上的整数倍频率的参考信号进行锁相检波。此外，也可以通过减去对测定对象光的对数和参考光强度的对数分别进行锁相检波得到的值来得到锁相数据。
所述锁相数据的值，成为与测定对象成分的浓度成比例的值，第二计算部423根据所述锁相数据的值，计算表示测定对象成分的浓度的浓度指示值。
可是，按照这样的构成，即使因某种原因使激光强度改变了，仅会对前述的强度比对数施加一定的偏移，波形不会改变。因此，由于通过对所述强度比对数进行锁相检波计算出的各频率成分的值不会变化，浓度指示值也不变，所以能期待精度更高的测定。
所述理由具体说明如下。
通常，如果对吸光度信号A(t)进行傅立叶级数展开，则用下述公式(数学式2)表示。
另外，公式(数学式2)中的an是与测定对象成分的浓度成比例的值，所述第二计算部423根据所述值an计算表示测定对象成分的浓度的浓度指示值。
[数学式2]
在此，fm为调制频率，n是相对于调制频率的倍数。
另一方面，A(t)也表示为所述公式(数学式1)。
接着，测定中因某种原要因使激光强度改变α倍情况下的吸光度信号A’(t)表示为以下的公式(数学式3)。
[数学式3]
从所述公式(数学式3)可知，A’(t)成为仅在激光强度不变时的吸光度信号A(t)上加上作为一定值的－ln(α)，即使激光强度变化，各频率成分的值an也不会变化。
因此，根据调制频率的2倍频率成分的值决定的浓度指示值不受影响。
以上，是试样气体中不含测定对象成分以外的干扰成分情况下的分析装置100的动作例。
接着，说明试样气体中包含在测定对象成分的峰值光吸收波长具有光吸收的一个或多个干扰成分(例如H2O)情况下的本分析装置100的动作例。
首先，说明原理。
由于测定对象成分与干扰成分的光吸收光谱的形状不同，所以各个成分单独存在时的吸光度信号的波形不同，各频率成分的比例不同(线性无关)。利用这一点，使用测定的吸光度信号的各频率成分的值与预先求出的测定对象成分和干扰成分的吸光度信号的各频率成分的关系，通过求解联立方程式，可以得到干扰影响被修正了的测定对象成分的浓度。
设测定对象成分、干扰成分分别单独存在情况下的每单位浓度的吸光度信号分别为Am(t)、Ai(t)，设各个吸光度信号的各频率成分为anm、ani，则以下的公式(数学式4，数学式5)成立。
[数学式4]
[数学式5]
测定对象成分、干扰成分的浓度分别以Cm、Ci存在时的吸光度信号值A(t)，利用各吸光度的线性关系，由以下的公式(数学式6)表示。[数学式6]
在此，如果设A(t)的fm和2fm的频率成分分别为a1、a2，则利用所述公式(数学式6)，以下的联立方程式(数学式7)成立。
[数学式7]
a1mCm+a1iCi＝a1
a2mCm+a2iCi＝a2
由于测定对象成分、干扰成分分别单独存在时的各频率成分anm、ani(n为自然数，在此n＝1，2)，可以预先流通各量距气(span gas)求出，所以通过求解所述公式(数学式7)的联立方程式这种简单且可靠的计算，可以决定去除了干扰影响的测定对象气体的浓度Cm。
分析装置100根据所述的原理动作。
即，该情况下的分析装置100通过例如事前流通量距气进行预先测定等，在存储器的规定区域存储所述测定对象成分和干扰成分单独存在时的各个吸光度信号的频率成分a1m、a2m、a1i、a2i。具体地说，和前例同样，对于测定对象成分和干扰成分，分别测定测定对象光强度和参考光强度，计算它们的强度比对数(吸光度信号)，再从所述强度比对数通过锁相检波等求出所述频率成分a1m、a2m、a1i、a2i，并将它们存储。另外，也可以不存储所述频率成分，而是存储每单位浓度的吸光度信号Am(t)、Ai(t)，并根据所述公式(数学式4)计算频率成分a1m、a2m、a1i、a2i。
此外，所述分析装置100根据来自操作者的输入等，确定测定对象成分和干扰成分。
接着，所述第一计算部421根据所述公式(数学式1)计算强度比对数A(t)。
此后，所述频率成分提取部422用具有所述调制频率fm及其2倍的频率2fm的参考信号，对所述强度比对数进行锁相检波，提取各频率成分a1、a2(锁相数据)并存储在存储器的规定区域中。
此外，第二计算部423将所述锁相数据的值a1、a2和存储器中存储的频率成分a1m、a2m、a1i、a2i的值代入所述公式(数学式7)、或者进行与其相当的计算，计算表示去除了干扰影响的测定对象气体的浓度的浓度(或浓度指示值)Cm。此时，也可以计算各干扰成分的浓度(或浓度指示值)Ci。
另外，即使在存在2个以上的干扰成分的情况下，只要按干扰成分的数量追加更高次的频率成分，通过求解与成分种类的数量相同元数的联立方程式，同样可以决定去除了干扰影响的测定对象成分的浓度。
即，通常在测定对象成分与干扰成分合计存在n种气体的情况下，设第k种的气体种类的i×fm的频率成分为aik，第k种的气体种类的浓度为Ck，则以下的公式(数学式8)成立。
[数学式8]
a11C1+a12C2+a13C3+…+a1nCn＝a1
a21C1+a22C2+a23C3+…+a2nCn＝a2
a31C1+a32C2+a33C3+…+a3nCn＝a3
an1C1+an2C2+an3C3+…+annCn＝an
通过求解由所述公式(数学式8)表示的n元联立方程式，可以决定测定对象成分和干扰成分的各气体的浓度。
此外也可以追加比n更大次数的高频成分，制作比气体种类的数量更大的元数的联立方程式，通过最小二乗法决定各气体浓度，通过这样做，能决定相对于测定噪声误差更小的浓度。
按照本实施方式的分析装置1，由于具有反射入射光路彼此不同的第一光L1和第二光L2的一对反射镜22、23，所以能够使所述一对反射镜22、23的第一光L1的反射次数与第二光L2的反射次数彼此不同。由此，能够简化多重反射池20的结构，并且能够测定高浓度的测定对象成分和低浓度的测定对象成分双方。此外，因为能够简化多重反射池20的结构，所以能够减小多重反射池20的内容积、加快试样气体的置换速度，从而能够提高响应性。此外，由于具有第一光照射部10A和第二光照射部10B，所以能够使第一光L1和第二光L2同时射入多重反射池20。由此，能够同时测定单一测定对象成分的高浓度和低浓度，能够扩大测定范围。
另外，本发明不限于所述实施方式。
例如，在所述实施方式中，在一方的反射镜22上形成有第一光L1的入口X1和出口X2以及第二光L2的入口X3和出口X4，但是也可以在另一方的反射镜23上形成这些入口和出口中的至少一个。
此外，在所述实施方式中，作为短光路的第二光L1，不限于反射一次，只要反射次数少于第一光的反射次数即可。
此外，在所述实施方式中，由共通的通孔形成第一光L1的入口X1和出口X2，但是也可以分别由单独的通孔形成第一光L1的入口X1和出口X2，还可以由共通的通孔形成第二光L2的入口X3和出口X4。此外，可以由共通的通孔形成第一光L1和第二光L2的入口或出口，也可以由共通的通孔形成全部的入口和出口。
在此，在用不同的通孔分别形成第一光L1的入口X1和出口X2、用不同的通孔分别形成第二光L2的入口X3和出口X4的情况下，可以考虑按图7所示的方式进行形成。即，可以考虑以使入口X1和出口X2的相对方向与入口X3和出口X4的相对方向彼此不同的方式形成。在图7中，以这些相对方向垂直的方式形成，但是不限于此。通过这样形成入口X1和出口X2与入口X3和出口X4，以夹着第一光L1的射入方向和射出方向通过的面的方式形成第二光L2的射入方向和射出方向。
此外，也可以不在一对反射镜上设置第一光和第二光的出入口，而是从例如一方的反射镜22周围向一对反射镜22、23之间导入和导出光。
另外，可以通过将第一光照射部10A的光源与第二光照射部的光源分开，使第一光L1的波长范围与第二光L的波长范围彼此不同，来同时测定多个测定对象成分。
在所述实施方式中，使第一光L1和第二光L2同时射入多重反射池20，但是也可以使第一光L1和第二光L2在时间上错开射入多重反射池20。由此，能够使用一个光检测器检测第一光L1和第二光L2，可以简化装置结构。此外，也可以将第一光L1和第二光L2分别作为脉冲振荡的脉冲光，将它们交替射入。
在所述实施方式中，说明了多重反射池20为赫里奥特池的情况，但是多重反射池20也可以是怀特池。
在所述实施方式的测定原理以外，分析装置100也可以采用例如NDIR法、FTIR法和NDUV法。
所述实施方式的分析装置可以分析从例如底盘测功机上或实际道路上行驶中的汽车的排气管排出的排气，也可以分析在传动系统测试装置的测试中从发动机排出的排气，还可以分析发动机测功机的测试中从发动机排出的排气。在分析从所述汽车排出的排气中，一对反射镜容易变脏，在本发明中是具有一对反射镜的结构，所以只要在各反射镜上分别设置向反射镜喷射吹扫气体并进行清扫的吹扫机构即可，即只要设置一对清洗机构即可，可以简化装置结构。
此外也可以采用下述方式：将通过信息处理装置得到的测定对象成分的浓度值与规定的阈值进行比较，以当测定对象成分大于所述阈值时使用短光路长度(第二光)进行测定、当测定对象成分小于所述阈值时使用长光路长度(第一光)测定的方式切换光路进行测定。
按照所述实施方式，通过将一对反射镜收容在池主体内构成多重反射池，但是也无需在池主体内收容一对反射镜(是没有池主体的结构)，而是由一对反射镜夹持的空间构成多重反射池。
此外，试样气体不仅可以是排气，也可以是大气等，还可以是液体和固体。在该意义上，也不仅是测定对象成分为气体可以应用本发明，测定对象成分为液体和固体也可以应用本发明。此外，不仅可以用于计算贯穿透过了测定对象的光的吸光度，也可以用于计算反射形成的吸光度。
在所述实施方式中，通过一个光检测器进行试样测定和参考测定，但是如图8所示，也可以使用两个光检测器31、32，使一方的光检测器31作为试样测定用，使另一方的光检测器32作为参考测定用。在该情况下，通过半反射镜33将来自光源2的光分路。此外，可以在参考测定的光路上配置参考池。此外，可以考虑将零点气体或浓度已知的基准气体封入参考池。
光源也不限于半导体激光器，也可以是其它类型的激光器，只要是能够保证测定精度的、具有足够的半值宽度的单波长光源且能进行波长调制，可以使用任何光源。
此外，在不脱离本发明的发明思想的范围内，可以实施各种实施方式的变形和组合。

Claims (11)

1.一种分析装置，其向导入了试样的多重反射池照射光，检测从所述多重反射池射出的光，分析所述试样中所含的测定对象成分，所述分析装置的特征在于，
所述分析装置包括：
第一光照射部，使第一光射入所述多重反射池；以及
第二光照射部，使入射光路与所述第一光不同的第二光射入所述多重反射池，
所述多重反射池具有反射所述第一光和所述第二光的一对反射镜。
2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述多重反射池从所述一对反射镜的一方侧导入所述第一光和所述第二光，并且从所述一方侧导出所述第一光和所述第二光。
3.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，仅在所述一对反射镜的一方上形成有所述第一光的入口和出口以及所述第二光的入口和出口。
4.根据权利要求3所述的分析装置，其特征在于，
所述第一光的入口和出口的形成位置位于与所述一对反射镜的所述第二光的反射位置不同的位置，
所述第二光的入口和出口的形成位置位于与所述一对反射镜的所述第一光的反射位置不同的位置。
5.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，
所述多重反射池具备池主体，所述池主体收容所述一对反射镜，并且具有导入所述试样的导入口和导出所述试样的导出口，
所述池主体具有所述第一光和所述第二光射入和射出的一个光学窗部件。
6.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，
所述第一光被所述一对反射镜多重反射后射出，
所述第二光被所述一对反射镜以少于所述第一光的反射次数的反射次数多重反射、或被所述一对反射镜之一单反射后射出。
7.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述第一光照射部和所述第二光照射部使所述第一光和所述第二光同时射入所述多重反射池。
8.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置还包括信息处理装置，所述信息处理装置根据通过检测从所述多重反射池射出的所述第一光得到的光强度信号分析低浓度的测定对象成分，根据通过检测从所述多重反射池射出的所述第二光得到的光强度信号分析高浓度的测定对象成分。
9.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置还包括信息处理装置，所述信息处理装置根据通过检测从所述多重反射池射出的所述第一光得到的光强度信号分析第一测定对象成分，根据通过检测从所述多重反射池射出的所述第二光得到的光强度信号分析第二测定对象成分。
10.一种多重反射池，其导入试样并且将光多重反射后射出，所述多重反射池的特征在于，
所述多重反射池具有反射入射光路彼此不同的第一光和第二光的一对反射镜，
所述一对反射镜通过反射所述第一光形成长光路长度，并且通过反射所述第二光形成短光路长度。
11.一种分析方法，其向导入了试样的多重反射池照射光，检测从所述多重反射池射出的光，分析所述试样中所含的测定对象成分，所述分析方法的特征在于，
通过使入射光路彼此不同的第一光和第二光射入所述多重反射池并被所述多重反射池内的一对反射镜反射，由所述第一光形成长光路长度，并且由所述第二光形成短光路长度。
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