CN116465848A - 气体分析装置和气体分析方法 - Google Patents

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桒原朗
赤松武
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Abstract

本发明提供一种气体分析装置，其具备：气室，其被导入气体；温度调节块，其对气室进行温度调节；以及压力传感器，其测定气室内部的压力，压力传感器内置于温度调节块和/或气室。

Description

气体分析装置和气体分析方法
技术领域
本发明涉及气体分析装置和气体分析方法。
背景技术
在使用红外吸收法测定气体的成分浓度的气体分析装置中，如专利文献1所示，为了高精度地测定成分浓度而使用气室内部的压力。而且，为了高精度地测定气室内部的压力，考虑不经由配管等而将压力传感器直接设置于气室的方法。
在此，作为上述压力传感器，例如使用静电电容型的压力传感器。该静电电容型的压力传感器具有因压力而变形的隔膜和与该隔膜对置的固定电极，将在隔膜与固定电极之间形成的静电电容转换为压力。
然而，上述隔膜也会因温度而发生变形，因此为了高精度地测定压力，需要对具有隔膜的传感器主体均匀地进行温度调节。因此，在压力传感器的传感器主体的周围设置有传感器用的温度调节机构。如果像这样将具有传感器用的温度调节机构的压力传感器安装于气室，则气体分析装置会大型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-230011号公报
发明内容
技术问题
因此，本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其主要课题在于，对压力传感器进行温度调节，并且使气体分析装置小型化。
技术方案
也就是说，本发明的气体分析装置的特征在于，具备：气室，其被导入气体；温度调节块，其对所述气室进行温度调节；以及压力传感器，其测定所述气室内部的压力，所述压力传感器内置于所述温度调节块和/或所述气室。
根据这样的气体分析装置，由于压力传感器内置于温度调节块和/或气室，因此能够通过温度调节块对压力传感器进行温度调节。其结果是，不需要另外设置用于对压力传感器进行温度调节的温度调节机构，就能够使气体分析装置小型化。另外，通过对压力传感器进行温度调节，能够提高压力的测定精度，进而能够高精度地测定气体的成分浓度。而且，通过将压力传感器内置于气室而进行安装，光路(浓度测定部位)与用于校正的压力检测部位之间的距离尽可能地变小，响应时间的偏离变小，因此能够提高浓度指示值的精度。
即使在气室为低压(例如10Torr(约1333Pa)以下，进而1Torr(约133Pa)以下)的情况下，为了高精度地计算气体的成分浓度，也需要高精度地测定压力。为此，所述压力传感器优选为静电电容型的压力传感器。
优选的是，所述压力传感器具有传感器主体，该传感器主体具有压敏元件，所述传感器主体通过突缘部件固定于所述气室，并且经由所述突缘部件通过所述温度调节块进行温度调节。
如果是该结构，则传感器主体被经由突缘部件间接地进行调节温度，因此由干扰影响引起的温度变化的传播变得缓慢，从而能够不易受到干扰影响。另外，能够难以产生传感器主体的热分布。其结果是，能够高精度地测定压力。
优选在所述传感器主体的外侧周面与所述突缘部件之间形成有间隙。
通过这样形成间隙，能够难以产生传感器主体的热分布，并且能够对传感器主体进行温度调节，能够高精度地测定压力。
优选还具备罩部，所述罩部隔开间隙地覆盖所述传感器主体的与传感器面相反一侧的后端面。
通过不仅在传感器主体的外侧周面形成间隙，而且在传感器主体的后端面形成间隙，能够更难以产生传感器主体的热分布，并且能够对传感器主体进行温度调节，能够高精度地测定压力。
作为用于将传感器主体固定于气室的具体实施方式，优选在所述传感器主体的外侧周面形成有凸缘部，所述突缘部具有安装于所述气室的安装部和从该安装部延伸并与所述传感器主体的所述凸缘部连接的支承部。
优选的是，所述压力传感器具有对检测信号进行处理的基板部，所述基板部经由信号线缆设置于所述温度调节块的外部。
根据该构成，能够使基板部远离热源(在此为温度调节块)，因此能够降低对基板部的热影响。
优选的是，所述温度调节块具有多个加热器，所述多个加热器分别被单独地进行温度控制。
如果是该结构，则能够进行适当的温度调节，例如以通过压力传感器的温度调节和气室的温度调节划分温度控制区域等的方式对温度调节块进行适当的温度调节。
另外，本发明的气体分析方法的特征在于，使用了气体分析装置，该气体分析装置具备：气室，其被导入气体；温度调节块，其对所述气室进行温度调节；以及压力传感器，其测定所述气室内部的压力，所述压力传感器内置于所述温度调节块和/或所述气室。
发明效果
根据以上所述的本发明，能够对压力传感器进行温度调节，并且能够使气体分析装置小型化。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式的气体分析装置的构成的图。
图2是该实施方式的信号处理装置的功能框图。
图3是示出该实施方式的激光振荡波长的调制方法的示意图。
图4是示出该实施方式的振荡波长、光强度I(t)、对数强度L(t)、特征信号Fi(t)和相关值Si的一例的时间序列图。
图5是示出使用该实施方式的单独相关值和样品相关值计算浓度或分压的概念图的图。
图6是示意性地示出该实施方式的压力传感器及其周边构造的局部放大剖视图。
图7是示意性地示出变形实施方式的压力传感器及其周边构造的局部放大剖视图。
图8是示意性地示出变形实施方式的压力传感器及其周边构造的局部放大剖视图。
符号说明
100…气体分析装置
2…气室
3…光照射部
4…光检测部
5…信号处理装置
6…温度调节块
61…加热器
7…压力传感器
7A…传感器主体
71…隔膜(压敏元件)
7A2…凸缘部
7B…基板部
7C…信号电缆；
8…绝热部件
9…突缘部件；
91…固定部
92…支承部
S…热缓冲层
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式的气体分析装置进行说明。应予说明，关于以下所示的任一图，为了容易理解，适当省略或夸张地进行示意性地描绘。对相同的构成要素标注相同的符号并适当地省略说明。
<装置构成>
本实施方式的气体分析装置100是组装于半导体制造装置而使用的装置，例如能够通过红外吸收法测定用于半导体制造工艺的材料气体或由半导体制造工艺产生的副产物气体(以下，简称为“气体”。)所含的测定对象成分的浓度或分压。
具体而言，如图1所示，气体分析装置100具备：气室2，其被导入气体；光照射部3，其向气室2照射光；光检测部4，其检测通过气室2的光；以及信号处理装置5，其利用光检测部4的输出信号来运算气体中包含的成分浓度。
气室2是多重反射室，形成有使光射入和射出的光学窗口2W，在内部设置有一对反射镜M1、M2。在一个反射镜M1形成有光通过部M1a，该光通过部M1a用于将从光学窗口2W入射的光导入至一对反射镜M1、M2之间，并且导出由一对反射镜M1、M2进行了多重反射的光并使其从光学窗口2W导出至光检测部4。
应予说明，气室2由具有耐腐蚀性的材料、例如SUS316L等不锈钢形成。另外，光学窗口2W由在测定对象成分的吸收波长频带中几乎不吸收光的石英、氟化钙、氟化钡、蓝宝石或硒化锌等透明材质形成。
另外，在形成气室2的一对对置壁2a、2b，在一个对置壁2a形成有气体导入口P1，在气体导入口P1连接有上游侧配管H1。而且，在一个对置壁2a固定有一对反射镜M1、M2。在另一个对置壁2b形成有气体导出口P2，在气体导出口P2连接有下游侧配管H2。
在气室2的周围设置有对气室2进行温度调节的温度调节块6。另外，在气室2设置有测定气室2内部的压力的压力传感器7。关于温度调节块6及压力传感器7，在后述的<压力传感器7及其周边结构>进行说明。
本实施方式的光照射部3具有激光光源31、将来自该激光光源31的激光引导至气室2的反射镜等光学系统32。
本实施方式的激光光源31是半导体激光器。具体而言，激光光源31是作为半导体激光器的一种的量子级联激光器(QCL：Quantum Cascade Laser)，发出中红外(2.5～25μm)的激光。该激光光源31能够通过提供的电流(或电压)来调制(改变)振荡波长。应予说明，只要振荡波长可变，也可以使用其他类型的激光，为了使振荡波长变化，也可以使温度变化等。该激光光源31由光源控制部51a控制，该光源控制部51a由信号处理装置5构成。
另外，在本实施方式中，光检测部4使用比较廉价的热电堆等热型的光检测器，但也可以是其他类型的光检测器，例如使用了响应性良好的HgCdTe、InGaAs、InAsSb或PbSe等量子型光电元件的光检测器。
信号处理装置5具备由缓冲器、放大器等构成的模拟电路、由CPU、存储器等构成的数字电路、以及在这些模拟/数字电路之间作为中介的AD转换器、DA转换器等，通过CPU及其周边设备按照存储于所述存储器的预定区域的预定的程序进行协作，如图2所示，发挥作为控制气体分析装置100的激光光源3或后述的加热器61等各部分的控制部51、接收来自光检测器4的输出信号并对其值进行运算处理来计算测定对象成分的浓度或分压的信号处理部52的功能。
以下对各部分进行详细说明。
控制部51具有对激光光源3的输出进行控制的光源控制部51a。该光源控制部51a通过输出电流(或电压)控制信号来控制激光光源31的电流源(或电压源)。此外，控制部51基于设置于气室2的温度传感器(未图示)，进行向后述的温度调节器(未图示)输出控制信号来控制加热器61等各种控制。
具体而言，光源控制部51a通过使激光光源31的驱动电流(或驱动电压)以预定频率变化，从而使激光的振荡波长相对于中心波长以预定频率进行调制。由此，激光光源31射出以预定的调制频率调制后的调制光。另外，光源控制部51a在包含测定对象成分的光吸收信号的特征部的波长调制范围内对激光的振荡波长进行调制。
在该实施方式中，光源控制部51a使驱动电流变化为三角波状，将振荡频率调制为三角波状(参照图4的“振荡波长”)。实际上，以振荡频率成为三角波状的方式，利用其他函数进行驱动电流的调制。另外，如图3所示，激光的振荡波长以测定对象成分的吸收光谱的峰或其附近为中心波长进行调制。此外，光源控制部51a可以使驱动电流变化为正弦波状、锯齿波状、或者任意的函数状，也可以将振荡频率调制为正弦波状、锯齿波状、或者任意的函数状。
信号处理部52由对数运算部52a、相关值计算部52b、保存部52c、浓度或分压计算部52d等构成。
对数运算部52a对光检测器4的输出信号即光强度信号实施对数运算。表示由光检测器4获得的光强度信号的随时间变化的函数I(t)成为图4的“光强度I(t)”那样，通过实施对数运算，成为如图4的“对数强度L(t)”那样。
相关值计算部52b分别计算与样品光的强度相关联的强度关联信号与多个预定的特征信号之间的相关值。特征信号是用于通过与强度关联信号取得相关性从而提取强度关联信号的波形特征的信号。作为特征信号，例如可以举出与正弦波信号和/或除此以外的从强度关联信号提取的波形特征相匹配的各种信号。
以下，对特征信号使用除正弦波信号以外的信号的情况的例子进行说明。相关值计算部52b分别计算强度关联信号与多个特征信号之间的相关值，所述强度关联信号与样品光的强度相关联，所述多个特征信号针对该强度关联信号获得与正弦波信号(正弦函数)不同的相关性。在此，相关值计算部52b将进行了对数运算的光强度信号(对数强度L(t))用作强度关联信号。
另外，相关值计算部52b使用特征信号Fi(t)(i＝1，2，…，n)，通过下式(数学式1)，分别计算出样品光的强度关联信号与多个特征信号之间的相关值即多个样品相关值Si，所述特征信号的数量大于测定对象成分的种类数和干涉成分的种类数相加而得的数量。应予说明，式(数学式1)中的T是调制的周期。
[数学式1]
相关值计算部52b在计算样品相关值时，如式(数学式1)所示，优选计算出从样品光的强度关联信号L(t)与多个特征信号Fi(t)之间的相关值Si减去参考光的强度关联信号L0(t)与多个特征信号Fi(t)之间的相关值即参考相关值Ri而得的校正后的样品相关值Si’。由此，去除样品相关值中包含的偏移，成为与测定对象成分和干扰成分的浓度或分压成比例的相关值，能够降低测定误差。应予说明，也可以是不减去参考相关值的结构。
在此，参考光的获取时刻与样品光同时，均为测定的前后或任意的时刻。参考光的强度关联信号或参考相关值也可以预先获取并存储于保存部52c。另外，关于同时获取参考光的方法，例如考虑设置两个光检测器4，利用分束器等使来自激光光源31的调制光分支，将一支调制光用作样品光测定，将另一支调制光用作参考光测定。
在本实施方式中，相关值计算部52b使用比正弦函数更容易捕捉对数强度L(t)的波形特征的函数作为多个特征信号Fi(t)。在是包含测定对象成分和一个干扰成分的样品气体的情况下，考虑使用两个以上的特征信号F1(t)、F2(t)，作为两个特征信号F1(t)、F2(t)，例如考虑使用基于接近吸收光谱的形状的洛伦兹(Lorentz)函数的函数和基于该洛伦兹函数的函数的微分函数。另外，作为特征信号，也能够使用基于福格特(Voigt)函数的函数或基于高斯函数的函数等来代替基于洛伦兹函数的函数。通过将这样的函数用于特征信号，与使用正弦函数时相比，能够得到更大的相关值，能够提高测定精度。
这里，关于特征信号，优选以在去除直流成分、即以调制周期进行积分时为零的方式调整偏移。由此，能够去除由光强度的变动引起的强度关联信号附加偏移时的影响。应予说明，也可以去除强度关联信号的直流成分以代替去除特征信号的直流成分，还可以将特征信号和强度关联信号双方都去除直流成分。另外，作为特征信号，也可以分别使用测定对象成分和/或干扰成分的吸收信号的样品值、或者对它们进行模拟而得的值。
应予说明，通过将两个特征信号F1(t)、F2(t)设为相互正交的正交函数列或者接近正交函数列的函数列，能够更高效地提取对数强度L(t)的特征，能够使通过后述的联立方程式获得的浓度或者分压精度高。
保存部52c存储根据测定对象成分及各干扰成分单独存在的情况下的单独相关值，所述单独相关值为各强度关联信号和多个特征信号Fi(t)求得的测定对象成分及各干扰成分各自的每单位浓度或每单位分压的相关值。用于求出该单独相关值的多个特征信号Fi(t)与在相关值计算部52b中使用的多个特征信号Fi(t)相同。
在此，保存部52c在存储单独相关值时，优选存储经校正而得的单独相关值，所述校正是在测定对象成分及各干扰成分单独存在的情况下的相关值减去参考相关值的基础上，换算为每单位浓度或者每单位分压。由此，去除单独相关值中包含的偏移，成为与测定对象成分和干扰成分的浓度或分压成比例的相关值，能够降低测定误差。应予说明，也可以是不减去参考相关值的结构。
浓度或分压计算部52d使用由相关值计算部52b获得的多个样品相关值来计算测定对象成分的浓度或分压。
具体而言，浓度或分压计算部52d基于由相关值计算部52b得到的多个样品相关值和保存于保存部52c的多个单独相关值来计算测定对象成分的浓度或分压。更详细而言，浓度或分压计算部52d通过求解联立方程式来计算测定对象成分的浓度或分压(参照图5)，所述联立方程式由相关值计算部52b得到的多个样品相关值、保存在保存部52c中的多个单独相关值、以及测定对象成分和各干扰成分各自的浓度或分压构成。应予说明，信号处理部52也能够使用由压力传感器7得到的总压来校正由浓度或分压计算部52d得到的测定对象成分的浓度或分压。这样由浓度或分压计算部52d得到的测定对象成分的浓度或分压显示在设置于信号处理装置5的例如显示器等显示部53或连接于信号处理装置5的其他显示部。
接着，兼顾所述各部分的详细说明，对该气体分析装置100的动作的一例进行说明。
<参考测定>
首先，光源控制部51a控制激光光源31，以调制频率且以测定对象成分的吸收光谱的峰或其附近为中心，在预定的波长调制范围内调制激光的振荡波长。应予说明，也可以在使用了量程校准气(span gas)的参考测定之前，进行使用了零点校准气(zero gas)的参考测定，并进行参考相关值的测定。
接着，由操作者或自动地向气室2内导入量程校准气(已知成分浓度或分压的气体)来进行参考测定。该参考测定分别在单独存在测定对象成分的量程校准气和单独存在干扰成分的量程校准气中进行。
具体而言，在参考测定中，对数运算部52a接收光检测器4的输出信号并计算对数强度L(t)。然后，相关值计算部52b计算出该对数强度L(t)与两个特征信号F1(t)、F2(t)之间的相关值，将在该相关值减去参考相关值而得的值除以量程校准气的浓度或分压，由此计算出每单位浓度或每单位分压的各量程校准气的相关值即单独相关值。应予说明，也可以存储量程校准气浓度或分压与该量程校准气的相关值之间的关系来代替计算单独相关值。
具体如下所述。
通过将测定对象成分单独存在的量程校准气导入气室2内，利用相关值计算部52b计算出测定对象成分的相关值S1t、S2t(参照图5)。其中，S1t是与第一特征信号的相关值，S2t是与第二特征信号的相关值。然后，相关值计算部52b通过将在这些相关值S1t、S2t减去参考相关值Ri而得的值除以测量对象成分的量程校准气浓度或分压ct，从而计算出单独相关值s1t、s2t。应予说明，测量对象成分的量程校准气浓度或分压ct预先由用户等输入到信号处理部52。
另外，通过将干扰成分单独存在的量程校准气导入气室2内，从而利用相关值计算部52b计算出干扰成分的相关值S1i、S2i(参照图5)。这里，S1i是与第一特征信号之间的相关值，S2i是与第二特征信号之间的相关值。然后，相关值计算部52b通过将在这些相关值S1i、S2i减去参考相关值Ri而得的值除以干扰成分的量程校准气浓度或分压ci，从而计算出单独相关值s1i、s2i。应予说明，干扰成分的量程校准气浓度或分压ci预先由用户等输入到信号处理部52。
将如上所述计算出的单独相关值s1t、s2t、s1i、s2i保存在保存部52c中。应予说明，该参考测定可以在产品出厂前进行，也可以定期地进行。
<样品测定>
光源控制部51a控制激光光源31，以调制频率且以测定对象成分的吸收光谱的峰或其附近为中心，在预定的波长调制范围内调制激光的振荡波长。
然后，由操作者或自动地将气体引入气室2中以进行样品测量。
具体而言，在样品测定中，对数运算部52a接收光检测器4的输出信号而计算出对数强度L(t)。然后，相关值计算部52b计算出该对数强度L(t)与多个特征信号F1(t)、F2(t)之间的样品相关值S1、S2，并计算出从该相关值减去参考相关值Ri而得的样品相关值S1’、S2’(参照图5)。
然后，浓度或分压计算部52d求解以下二元联立方程式，所述方程由相关值计算部52b计算出的样品相关值S1’、S2’、保存部52c的单独相关值s1t、s2t、s1i、s2i、以及测定对象成分的浓度或分压Ctar和各干扰成分的浓度或分压Cint构成。
[数学式2]
s1tCtar+s1iCint＝S1′
s2tCtar+s2iCint＝S2′
由此，通过求解上式(数学式2)的联立方程式这样的简单且可靠的运算，能够确定去除了干扰影响的测定对象成分的浓度或分压Ctar。
应予说明，即使在可以设想存在两个以上的干扰成分的情况下，通过追加干扰成分的数量的单独相关值，求解与成分种类的数量相同的元数的联立方程式，从而也能够同样地确定去除了干扰影响的测定对象成分的浓度或分压。
也就是说，通常在将测定对象成分和干扰成分合起来存在n种气体的情况下，如果将第m个特征信号中的第k个气体种类的单独相关值设为smk、将第k个气体种类的浓度或分压设为Ck、将第m个特征信号Fm(t)中的样品相关值设为Sm’，则以下的式(数学式3)成立。
[数学式3]
s11C1+s12C2+s13C3+…+s1nCn＝S1′
s21C1+s22C2+s23C3+…+s2nCn＝S2′
s31C1+s32C2+s33C3+…+s3nCn＝S3′
sn1C1+sn2C2+sn3C3+…+snnCn＝Sn′
通过求解由该式(数学式3)表示的n元联立方程式，能够确定测定对象成分及干扰成分的各气体的浓度或分压。
<压力传感器7及其周边结构>
然而，如图1和图6所示，如上所述，本实施方式的气体分析装置100具备对气室2进行温度调节的温度调节块6和对气室2内部的压力进行测定的压力传感器7，压力传感器7内置于温度调节块6和/或气室2。
如图1所示，温度调节块6设于气室2的周围，例如是铝等导热性良好的金属制的部件。该温度调节块6在气室2的周围以不遮挡来自激光光源31的激光的方式设置，另外，避开上游侧配管H1和下游侧配管H2而设置。在温度调节块6设置有多个例如筒式加热器等加热器61，通过该加热器61将温度调节块6加热至期望的温度(例如200℃左右)。另外，在温度调节块6的周围设置有隔热部件8。应予说明，多个加热器61可以由一个温度调节器一并控制，也可以由单独设置的多个温度调节器分别控制。
压力传感器7是静电电容型压力传感器，如图6所示，具有作为因压力而变形的压敏元件的例如圆板状的隔膜71以及与该隔膜71对置地设置的例如圆柱状的固定电极72，并将在隔膜71与固定电极72之间形成的静电电容转换为压力。应予说明，作为压敏元件，例如也可以使用矩形状的MEMS传感器等。
具体而言，压力传感器7具有设置有隔膜71及固定电极72的传感器主体7A、以及将隔膜71与固定电极72之间的静电电容转换为压力的基板部7B。在本实施方式中，传感器主体7A和基板部7B通过屏蔽线缆等信号线缆7C连接。另外，本实施方式的传感器主体7A呈大致圆筒形状。
而且，压力传感器7内置于温度调节块6和气室2。具体而言，压力传感器7的传感器主体7A内置于温度调节块6及气室2的形成壁2a。在此，在温度调节块6和气室2的形成壁2a形成有用于固定传感器主体7A的与气室2连通的安装部21。
而且，传感器主体7A通过圆环状的突缘部件9而固定于在气室2的形成壁2a形成的安装部21。在此，在传感器主体7A的外侧周面与突缘部件9之间遍及整个周向地形成有成为热缓冲层的间隙S。
在本实施方式中，在传感器主体7A的圆筒状壳体7A1的外侧周面遍及整周地形成有凸缘部7A2。另外，突缘部件9具有固定于气室2的安装部21的圆环状的固定部91、以及从固定部91的内侧开口部延伸并与传感器主体7A的凸缘部7A2连接的圆筒状的支承部92。应予说明，在安装部21与固定部91之间设置有密封部件10以确保气密性。此外，密封部件10也可以设置于安装部21的例如内侧周面与支承部92的例如外侧周面之间，只要是能够确保气室2的气密性的位置，则可以设置于任意位置。
支承部92的前端部通过例如激光焊接这样的焊接等与凸缘部7A2的轴向后端面(轴向外侧面)接合。应予说明，也可以将支承部92的前端部螺纹紧固于凸缘部7A2而连接。另外，支承部92呈圆筒状，所述圆筒状具有比传感器主体7A的圆筒状壳体7A1的外径大的内径，在支承部92焊接于凸缘部7A2的轴向后端面的状态下，在与圆筒状壳体7A1的外侧周面之间遍及整个周向地形成有成为热缓冲层的间隙S。应予说明，也可以在间隙S填充用于降低向传感器主体7A传递的热的不均的部件。
根据上述结构，传感器主体7A经由突缘部件9由温度调节块6进行温度调节。具体而言，来自温度调节块6的热传递至气室2的形成壁2a、2b，对气室2进行温度调节。另外，来自被温度调节的气室2的形成壁2a的热传递至突缘部件9，来自该突缘部件9的热经由间隙S传递至传感器主体7A，传感器主体7A(具体而言为隔膜71)被温度调节。由此，减轻隔膜71的温度不均。如此对气室2进行温度调节的温度调节块6兼用于传感器主体7A的温度调节。
而且，在本实施方式的压力传感器7中，传感器主体7A与基板部7B经由信号线缆7C连接，基板部7B设置于在温度调节块6的周围设置的隔热部件8的外部即室温等的低温部。
<本实施方式的效果>
根据这样构成的本实施方式的气体分析装置100，由于压力传感器7内置于温度调节块6和/或气室2，因此能够利用温度调节块6对压力传感器7进行温度调节。其结果是，不需要另外设置用于对压力传感器7进行温度调节的温度调节机构，能够使气体分析装置100小型化。另外，通过对压力传感器7进行温度调节，能够提高压力的测定精度，进而能够高精度地测定气体的成分浓度。而且，通过将压力传感器7内置于气室2而安装，光路(浓度测定部位)与用于校正的压力检测部位之间的距离尽可能地变小，响应时间的偏差变小，因此能够提高浓度指示值的精度。
另外，在本实施方式中，传感器主体7A经由突缘部件9被温度调节块6间接地进行温度调节，因此由干扰影响引起的温度变化的传播变得缓慢，从而能够不易受到干扰影响。另外，能够难以产生传感器主体7A的热分布。其结果是，能够高精度地测定压力。
进而，在本实施方式中，由于在传感器主体7A的外侧周面与突缘部件9之间形成有作为热缓冲层的间隙S，所以难以产生传感器主体7A的热分布，并且能够对传感器主体7A进行温度调节，能够高精度地测定压力。
在此基础上，由于将压力传感器7的基板部7B经由信号线缆7C设置于温度调节块6的外部，因此能够使基板部7B远离热源(在此为温度调节块6)，能够降低对基板部7B的热影响。
<其他实施方式>
例如，除了上述实施方式的结构以外，如图7所示，也可以设为如下结构：除了利用突缘部件9覆盖传感器主体7A的外侧周面以外，还利用罩部11隔开间隙S地覆盖传感器主体7A的与传感器面(前端面)相反侧的后端面。另外，也可以设为利用除突缘部件9以外的部件、例如气室2或温度调节块6隔开间隙S地覆盖传感器主体7A的后端面的结构。
另外，如图8所示，也可以利用金属管芯73将传感器主体7A和基板部7B连接而一体地构成。在该情况下，传感器主体7A和基板部7B通过与固定电极72连接的金属管芯73连接，基板部7B设置于在温度调节块6的周围设置的隔热部件8的外侧。另外，也可以在金属管芯73的周围设置PTFE等绝缘部件12。在图8中，在传感器主体7A与安装部21之间设置密封部件10以确保气密性，但也可以在突缘部件9与安装部21之间设置密封部件10。
而且，也可以分别对设置于温度调节块6的多个加热器61单独地进行温度控制。如果是该结构，则例如能够以利用压力传感器7的温度调节和气室2的温度调节来划分温度控制区等方式对温度调节块6进行适当的温度调节。
另外，所述实施方式的压力传感器不限于静电电容型压力传感器，例如也可以是皮拉尼真空计(Pirani gauge)、冷阴极电离真空计或热阴极电离真空计等。
另外，上述实施方式的对数运算部52a对光检测器4的光强度信号进行对数运算，但也可以使用光检测器4的光强度信号来计算样品光的强度与作为参照光的调制光的强度之比的对数(所谓的吸光度)。此时，对数运算部52a可以通过运算样品光的强度的对数，并在运算调制光的强度的对数之后将它们相减来计算吸光度，也可以通过在求出样品光的强度与调制光的强度之比之后取该比的对数来计算吸光度。
另外，所述实施方式的相关值计算部52b计算强度关联信号与特征信号之间的相关值，但也可以计算强度关联信号与特征信号之间的内积值。
另外，在所述实施方式中，保存部52c保存用参考相关值校正后的单独相关值，但也可以构成为在保存部52c预先保存校正前的单独相关值，浓度或分压计算部52d在从校正前的单独相关值减去参考相关值的基础上，求出进行了换算成每单位浓度或分压的单独相关值。
多个特征信号不限于上述实施方式，只要是彼此不同的函数即可。另外，作为特征信号，例如也可以使用表示使浓度或分压已知的量程校准气流动而得到的光强度或对数强度的波形(样品光谱)的函数。另外，在对一个测定对象成分的浓度进行测定的情况下，特征信号至少有一个即可。
而且，也可以使用大于n个种类的特征信号来求出比气体种类的数量大的个数的单独相关值以及样品相关值，制作比气体种类的数量大的元数的联立方程式，通过最小二乘法来确定各成分浓度或者分压，由此，即使对于测定噪声也能够进行误差小的浓度或者分压决定。
所述实施方式的信号处理部发挥相关值计算部和浓度或分压计算部的功能，但也可以使用其他运算方法，所述相关值计算部使用与所述采样光的强度相关联的强度关联信号和相对于该强度关联信号得到预定的相关性的特征信号来计算依赖于所述测定对象成分的浓度或分压的相关值，所述浓度或分压计算部使用由所述相关值计算部得到的相关值来计算所述测定对象成分的浓度或分压。
光源也与半导体激光器无关，可以是其他类型的激光器，只要是具有足以确保测定精度的线宽的单波长光源且能够进行波长调制，则可以使用任何光源。另外，也可以对光源进行强度调制。而且，光源可以使用射出红外光的光源、射出紫外线的光源等射出各种波长的光的光源，具体而言，不限于射出激光的激光光源，只要是热光源、LED光源、氘灯、氙气灯等射出光的光源，则可以使用各种类型的光源。
另外，气体分析装置中的测定对象成分的浓度或分压的运算方法不限于上述实施方式，可以使用直接吸收法或波长调制分光法(WMS法)等各种方法。
此外，只要不违反本发明的主旨，也可以进行各种实施方式的变形、组合。

Claims (9)

1.一种气体分析装置，其特征在于，具备：
气室，其被导入气体；
温度调节块，其对所述气室进行温度调节；以及
压力传感器，其测定所述气室内部的压力，
所述压力传感器内置于所述温度调节块和/或所述气室。
2.根据权利要求1所述的气体分析装置，其特征在于，
所述压力传感器为静电电容型。
3.根据权利要求1或2所述的气体分析装置，其特征在于，
所述压力传感器具有传感器主体，所述传感器主体具有压敏元件，
所述传感器主体通过突缘部件固定于所述气室，并且经由所述突缘部件通过所述温度调节块进行温度调节。
4.根据权利要求3所述的气体分析装置，其特征在于，
在所述传感器主体的外侧周面与所述突缘部件之间形成有间隙。
5.根据权利要求4所述的气体分析装置，其特征在于，
所述气体分析装置还包括罩部，所述罩部隔开间隙地覆盖所述传感器主体的与传感器面相反一侧的后端面。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的气体分析装置，其特征在于，
在所述传感器主体的外侧周面形成有凸缘部，
所述突缘部件具有固定于所述气室的固定部、从该固定部延伸而与所述传感器主体的所述凸缘部连接的支承部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的气体分析装置，其特征在于，
所述压力传感器具有处理检测信号的基板部，
所述基板部经由信号电缆设置于所述温度调节块的外部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的气体分析装置，其特征在于，
所述温度调节块具有多个加热器，
所述多个加热器分别独立地进行温度控制。
9.一种气体分析方法，其特征在于，使用气体分析装置，所述气体分析装置具备：气室，其被导入气体；温度调节块，其对所述气室进行温度调节；以及压力传感器，其测定所述气室内部的压力，所述压力传感器内置于所述温度调节块和/或所述气室。
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