CN218524582U - 分析装置及分析系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种分析装置及分析系统，分析装置能够供给测量对象气体的分析所需要的吹扫气体等而不会增大使用者的负担。分析装置(100、100’)具备填充部(3)、照射部(5)、传播部(7)以及测量对象除去部(9)。在填充部(3)填充包含测量对象气体的试样气体(SG)。照射部(5)向填充部(3)照射测量光(L)。传播部(7)设置在填充部(3)与照射部(5)之间，形成测量光(L)传播的传播空间(TS)。测量对象除去部(9)具有从气体将测量对象气体除去从而生成用于对传播空间(TS)进行吹扫的吹扫气体(PG)的气体分离膜。
Description
技术领域
本实用新型涉及对试样气体中包含的测量对象气体进行分析的分析装置以及分析系统。
背景技术
以往，已知有一种分析装置，向试样气体照射测量光，根据被试样气体中包含的测量对象气体吸收后的测量光的强度对测量对象气体进行分析。在该分析装置中，将试样气体填充到规定的池中，根据通过了该池的测量光的强度，进行分析。在该分析装置中，通常用不包含测量对象气体以及对测量光造成影响的气体的气体(以下称为“吹扫气体(purgegas)”)填满池内部以外的周围环境(尤其是池内部以外的测量光的传播路径)。
另外，也已知根据通过了试样气体的测量光的强度与通过了不包含测量对象气体的气体(称为标准气体(reference gas))的测量光的强度的比较对测量对象气体进行分析的分析装置。
在上述的分析装置中，例如从储气瓶供给不包含测量对象气体的吹扫气体。另一方面，例如通过使空气等通过能够除去测量对象气体的物质来生成标准气体。作为后者的具体例子，有如下的方法：在将大气中包含的二氧化碳作为测量对象气体的测量装置中，使试样气体(大气) 通过沸石等二氧化碳吸附剂以及硅胶等吸附极性物质的物质来生成标准气体(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2016-14658号
在利用吹扫气体对分析装置进行吹扫时，在采用了从储气瓶供给吹扫气体的方法的情况下，需要频繁地更换储气瓶。这是因为通常为了对分析装置的周围环境进行吹扫使其成为不包含测量对象气体(或使浓度充分地低到不对测量造成影响的程度)的状态，需要大量的吹扫气体。储气瓶的频繁的更换会增大使用者的负担。
另一方面，在进行使用了标准气体的分析时，在采用了使用吸附剂从大气等除去测量对象气体来生成标准气体的方法的情况下，需要频繁地更换吸附剂。该吸附剂的频繁的更换会增大使用者的负担。
另外，如专利文献1所示，虽然也有将吸附剂分别配置在多个气体管道并对气体管道进行切换来生成标准气体由此减少吸附剂更换频率的方法，但是在该情况下，装置构成以及装置控制变得复杂。
此外，在将沸石、硅胶用作吸附剂的情况下，为了从沸石、硅胶除去吸附成分(二氧化碳、水分)，需要设置加热器等加热装置，该情况也会使装置构成变得复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于在对测量对象气体进行分析的分析装置中能够供给吹扫气体、标准气体等不包含测量对象气体的气体而不会增大使用者的负担。
在以下，作为用于解决问题的方案，对多个方式进行说明。根据需要，可以任意地组合这些方式。
本实用新型的一个观点的分析装置是对测量对象气体进行分析的装置。分析装置具备填充部、照射部、传播部、以及测量对象除去部。包含测量对象气体的试样气体填充到填充部。照射部向填充部照射测量光。传播部设置在填充部与照射部之间，形成测量光传播的传播空间。测量对象除去部具有从气体将测量对象气体除去从而生成用于对传播空间进行吹扫的吹扫气体的气体分离膜。
在上述的分析装置中，对测量光到达填充部为止传播的传播空间进行吹扫的吹扫气体由具有气体分离膜的测量对象除去部生成。由此，不需要吹扫气体供给用的储气瓶的频繁的更换等增大使用者的负担的操作。即，不增大使用者的负担就能够进行吹扫气体的生成以及供给。
分析装置还具备检测部以及第一判断部。检测部检测通过了被吹扫气体吹扫了的传播空间的测量光。第一判断部根据由于通过传播空间而被测量对象气体以及对测量光造成影响的气体吸收后的测量光的强度，判断测量对象除去部的劣化。
由此，通过与测量对象气体的分析类似的方法，能够简便地判断测量对象除去部的劣化状态。
分析装置还具备第二判断部。第二判断部根据向测量对象除去部供给的气体的压力或流量，判断测量对象除去部的劣化。
由此，能够判断是否发生了将对向测量对象除去部供给的气体的压力或流量造成影响的“堵塞”等作为原因的劣化(异常)。
分析装置还具备通知部。通知部通知判断为测量对象除去部存在劣化。由此，能够向使用者通知测量对象除去部劣化了。
分析装置还具备壳体。壳体容纳填充部、照射部以及传播部并将填充部、照射部以及传播部与外部空间隔离。由此，能够实现将用于对测量对象气体进行分析的构成要素与外部空间隔离的结构。
气体分离膜将从气体分离的氮气作为吹扫气体。由此，能够生成作为吹扫气体的氮气而不会增加使用者的负担。
测量对象气体是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、二氧化硫(SO2)、氨气(NH3)、氮氧化物(NOx)、氯化氢(HCl)、水(H2O)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)、丙烷(C3H8)、乙烯(C2H4)、己烷(n-C6H14)、丙烯(C3H6)、硫化氢(H2S)、异丁烯(i-C4H8)、甲醇(CH3OH)、碳酰氯(COCl2)、丁烷(n-C4H10)、氯乙烯(C2H3Cl)、亚硝酸甲酯(CH3ONO)、环己烷(C6H12)、丁二烯(C4H6)、异丁烷 (i-C4H10)、异戊烷(i-C5H12)、甲苯(C6H5CH3)、氢气(H2)、氟化氢(HF)、三氟丙烯(C3H3F3)。由此，在将上述作为测量对象的分析装置中，能够生成吹扫气体而不会增大使用者的负担。
本实用新型的另外的观点的分析系统具备上述的分析装置以及告知装置，所述告知装置告知从分析装置输出的信息。由此，能够实现将分析装置与告知有关分析装置的信息的告知装置分离的系统。
本实用新型的其它的观点的分析装置，根据通过了包含测量对象气体的试样气体的测量光的强度、以及通过了作为测量对象气体的分析的基准而使用的标准气体的测量光的强度，进行测量对象气体的分析。分析装置具备填充部、照射部以及测量对象除去部。
包括试样气体或标准气体的气体填充到填充部。照射部向填充部照射测量光。测量对象除去部具有从标准气体生成用气体将测量对象气体分离从而生成标准气体的气体分离膜。
在上述的分析装置中，测量对象除去部具有从标准气体生成用气体将测量对象气体分离从而生成标准气体的气体分离膜。由于该气体分离膜能够持续长期间使用，所以不需要测量对象除去部的频繁的更换。其结果，能够防止测量对象气体的分析中的使用者的负担的增大。
另外，由于测量对象除去部是长寿命的，所以无需使分析装置为对多个气体管道进行切换从而生成标准气体的复杂的构成，并且能够简便地进行分析装置的控制。
分析装置还具备导入部。导入部将试样气体与标准气体交替导入到填充部。由此，能够实现交叉流动调节(crossflow modulation)方式的测量对象气体的分析装置。
标准气体生成用气体是试样气体。由此，能够从成为测量对象的试样气体生成更合适的标准气体。
标准气体生成用气体是从与试样气体不同的供给源供给的空气。由此，能够使向测量对象除去部供给的标准气体生成用气体的条件成为能够容易充分发挥测量对象除去部的性能的合适的条件。
分析装置还具备检测部以及判断部。检测部检测通过了填充部的测量光。判断部根据通过了填充有标准气体的填充部的测量光的强度，判断测量对象除去部的劣化。
由此，通过与根据通过了填充于填充部的气体的测量光的强度进行测量对象气体的分析的类似的方法，能够简便地判断测量对象除去部的劣化状态。
分析装置还具备通知部。通知部通知判断为测量对象除去部存在劣化。由此，能够向使用者通知测量对象除去部劣化了。
分析装置还具备洗涤器(scrubber)，所述洗涤器从通过了测量对象除去部的气体除去测量对象气体。由此，能够延长洗涤器的寿命。
测量对象气体是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、二氧化硫(SO2)、氨气(NH3)、氮氧化物(NOx)、氯化氢(HCl)、水(H2O)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)、丙烷(C3H8)、乙烯(C2H4)、己烷(n-C6H14)、丙烯(C3H6)、硫化氢(H2S)、异丁烯(i-C4H8)、甲醇(CH3OH)、碳酰氯(COCl2)、丁烷(n-C4H10)、氯乙烯(C2H3Cl)、亚硝酸甲酯(CH3ONO)、环己烷(C6H12)、丁二烯(C4H6)、异丁烷 (i-C4H10)、异戊烷(i-C5H12)、甲苯(C6H5CH3)、氢气(H2)、氟化氢(HF)、三氟丙烯(C3H3F3)。由此，在将上述作为测量对象的分析装置中能够生成吹扫气体、零点气体而不会增大使用者的负担。
在对测量对象气体进行分析的分析装置中，能够供给吹扫气体、标准气体等不包含测量对象气体的气体而不会增大使用者的负担。
附图说明
图1是表示第一实施方式的分析装置的构成的图。
图2是表示第一实施方式的控制部的具体的构成的图。
图3是表示第一实施方式的分析装置的分析动作的流程图。
图4是表示第一实施方式的分析装置的校准动作的流程图。
图5是表示第一实施方式的分析装置的变形例的图。
图6是表示第二实施方式的分析装置的构成的图。
图7是表示第二实施方式的分析装置的分析动作的流程图。
图8是表示第二实施方式的分析装置的变形例1的构成的图。
图9是表示第二实施方式的变形例1的控制部的具体的构成的图。
图10是表示第二实施方式的变形例1的分析装置的测量对象除去部的劣化的判断动作的流程图。
图11是表示第二实施方式的分析装置的变形例2的构成的图。
具体实施方式
1.第一实施方式
(1)分析装置的整体构成
以下，使用图1对第一实施方式的分析装置100进行说明。图1是表示第一实施方式的分析装置的构成的图。分析装置100例如是对从烟道产生的排气等试样气体SG中包含的测量对象气体进行分析的装置。
用分析装置100能够测量的测量对象气体例如是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、硫氧化物(SOx)(例如二氧化硫(SO2))、氨气(NH3)、氮氧化物(NOx)(例如一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)等)、氯化氢(HCl)、水(H2O)、各种烃(例如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)、丙烷(C3H8)、乙烯(C2H4)、己烷(n-C6H14)、丙烯(C3H6)、异丁烯(i-C4H8)、丁烷(n-C4H10)、环己烷(C6H12)、丁二烯(C4H6)、异丁烷(i-C4H10)、异戊烷(i-C5H12)、甲苯(C6H5CH3) 等)、硫化氢(H2S)、甲醇(CH3OH)、碳酰氯(COCl2)、氯乙烯(C2H3Cl)、亚硝酸甲酯(CH3ONO)、氢气(H2)、氟化氢(HF)、三氟丙烯(C3H3F3) 等。测量对象气体不限于一种，也可以是包含多种上述气体的混合气体。
另外，如后所述，分析装置100具有能够将用于对测量对象气体进行分析的构成要素与外部空间隔离的结构，即使在分析装置100的周围环境中包含可燃性气体的情况下，也能够高精度地对测量对象气体进行测量。
如图1所示，分析装置100具备壳体1、填充部3、照射部5、传播部7、测量对象除去部9以及控制部20。
(2)壳体
壳体1构成分析装置100的主体，在其内部空间IS中收纳填充部3、照射部5以及传播部7。另外，在壳体1的内部空间IS设置有空气供给管道11。即，在本实施方式中，测量对象除去部9从由空气供给管道11 供给的空气生成吹扫气体。
空气供给管道11与空气供给部12连接，将从空气供给部12供给的空气AR导入壳体1的内部空间IS。空气供给部12例如是设置在分析装置100的设置场所等的用于供给在该设置场所中使用的仪表用空气的装置。具体地说，空气供给部12是具备对空气AR进行压缩的压缩机以及除去空气AR中包含的灰尘、油等的各种过滤器的系统。
另外，在壳体1设置有排出口13。排出口13将从空气供给管道11 供给的空气AR向外部排出。
另外，也可以在测量对象除去部9的出口(吹扫气体供给管道77(后述))设置有压力计PR1。压力计PR1测量的吹扫气体PG(即空气AR) 的压力例如能够用于监视测量对象除去部9的“堵塞”。另外，也可以代替压力计PR1，在测量对象除去部9的出口设置测量吹扫气体PG(即空气AR)的流量的流量计。此外，也可以在测量对象除去部9的出口设置压力计PR1以及上述的流量计双方。压力计PR1以及流量计的至少一个也可以设置在传播空间TS内。另外，压力计PR1以及流量计的至少一个也可以设置在空气供给部12与测量对象除去部9之间的空气供给管道11上。
通过壳体1具有上述构成，在第一实施方式的分析装置100中，从空气供给管道11向壳体1的内部空间IS供给空气AR，并且将内部空间 IS的空气AR从排出口13排出，能够用空气AR对内部空间IS进行吹扫。其结果，能够使内部空间IS成为不包含可燃性气体等危险气体的空气气氛，并且能够形成这些气体不进入内部空间IS的结构。
(3)填充部
填充部3由几乎不吸收测量光L(后述)的石英、氟化钙、氟化钡等透明材质构成，能够在其内部填充试样气体SG。将填充部3的填充试样气体SG的空间称为“取样空间SS”。为了将试样气体SG填充到取样空间SS，在填充部3设置有将试样气体SG导入取样空间SS的入口31以及用于排出取样空间SS内的试样气体SG的出口32。在试样气体 SG中包含的测量对象气体的分析期间，试样气体SG持续着从入口31 填充到取样空间SS中并在此后从出口32排出的流动。
另外，在取样空间SS设置有第一反射构件33a以及第二反射构件 33b。第一反射构件33a以及第二反射构件33b对入射到取样空间SS的测量光L进行多重反射之后，向传播部7的传播空间TS(后述)传播。由此，能够加大通过填充在取样空间SS中的试样气体SG的测量光L的光路长度。
第一反射构件33a在取样空间SS中设置在接近传播部7的位置。第一反射构件33a对测量光L进行反射并且使测量光L朝向第二反射构件 33b传播。另外，使多重反射后的测量光L向传播部7传播。因此，第一反射构件33a例如是半透半反镜(half mirror)等能够反射光并且能够使光的一部分透过的构件。
第二反射构件33b在取样空间SS中设置在远离传播部7的位置。第二反射构件33b将测量光L向第一反射构件33a反射。第二反射构件33b 与第一反射构件33a不同，可以是光不能透过的，所以作为第二反射构件33b，例如可以使用反射镜。
(4)照射部
照射部5产生测量光L。从照射部5产生的测量光L通过传播部7 导向填充部3。本实施方式的照射部5由多个光源51a～51d构成。多个光源51a～51d分别输出波长范围不同的多个要素光L1～L4。多个光源 51a～51d例如是半导体激光装置等激光振荡器。
如后所述，从多个光源51a～51d产生的要素光L1～L4在传播部7 的传播空间TS内被复用，作为测量光L向填充部3传播。即，测量光L 由波长范围不同的多个要素光L1～L4构成。通过使测量光L由多个要素光L1～L4构成，例如，能够测量多种对各要素光L1～L4的波长范围具有吸收峰的测量对象气体。
通过使测量光L由多个要素光L1～L4构成，例如也能够测量针对一个测量对象气体的干扰气体成分的影响。干扰气体成分是指，在与测量对象气体的吸收峰的一部分相同或类似的位置具有吸收峰的结果，对测量对象气体的分析结果带来影响的成分。如果能够测量干扰气体成分的影响，则能够从由检测部75(后述)接收的测量光L的测量结果除去干扰气体成分的影响，能够高精度地对测量对象气体进行分析。另外，“除去”的意思除了指完全不受干扰气体成分的影响以外，也包括与除去前相比降低影响程度的意思。
(5)传播部
传播部7设置在填充部3与照射部5之间。具体地说，如图1所示，传播部7具有L形的形状，多个光源51a～51d以一部分插入的状态固定在与L形的一边对应的部分。另一方面，填充部3通过光学窗W固定在传播部7的L形的另外的一边的端部。另外，例如使用法兰盘(flange) F能够实现填充部3与传播部7的固定。
另外，多个反射镜配置在传播部7的内部空间。从照射部5输出的要素光L1～L4通过这些反射镜改变传播路径，传播到填充部3。即，测量光L在传播部7的内部空间被至少一个反射镜反射并传播。以后，将测量光L传播的传播部7的内部空间称为“传播空间TS”。
具体地说，在传播空间TS配置有第一反射镜71a、第二反射镜71b、第三反射镜71c、第四反射镜71d以及第五反射镜71e。另外，在传播空间TS配置有第一光学元件73a、第二光学元件73b、以及第三光学元件 73c。
第一反射镜71a将要素光L1朝向第一光学元件73a反射。第一光学元件73a将要素光L1反射，并且使要素光L2透过。即，第一光学元件 73a将要素光L1与要素光L2复用。通过第一光学元件73a复用的要素光L1与要素光L2通过相同的光路前往第二反射镜71b。
第二反射镜71b将通过第一光学元件73a复用的要素光L1与要素光 L2朝向第二光学元件73b反射。第二光学元件73b将复用的要素光L1 与要素光L2反射，并且使要素光L3透过。即，第二光学元件73b将要素光L1、要素光L2与要素光L3复用。通过第二光学元件73b复用的要素光L1～L3通过相同的光路前往第三反射镜71c。
第三反射镜71c将通过第二光学元件73b复用的要素光L1～L3朝向第三光学元件73c反射。第三光学元件73c将复用的要素光L1～L3反射，并且使要素光L4透过。即，第三光学元件73c将要素光L1、要素光L2、要素光L3与要素光L4复用。通过第三光学元件73c复用的要素光L1～ L4通过相同的光路前往第四反射镜71d。
第四反射镜71d将通过第三光学元件73c复用的要素光L1～L4朝向第五反射镜71e反射。通过如上所述的方式复用的要素光L1～L4成为测量光L。
第五反射镜71e将对要素光L1～L4进行复用而得到的测量光L的传播路径向填充部3的配置方向变更。通过第五反射镜71e变更了传播路径的测量光L通过光学窗W向填充部3的取样空间SS内传播。这些反射镜由于设置在传播空间TS内，所以能够防止来自外部的不需要的气体的流入，能够使反射镜的状态成为清洁的状态。
另外，检测部75配置在传播部7的传播空间TS中。检测部75检测入射到取样空间SS中并被多重反射后的测量光L。作为检测部75，例如可以使用热电堆等热式的光检测元件、半导体检测元件、量子型光电元件等。另外，通过使用吹扫气体PG对传播空间TS内进行吹扫，吹扫气体在传播空间TS内流通，能够使设置在传播空间内的检测部75的状态成为清洁的状态。
另外，如图1所示，在传播空间TS中，设置有将在取样空间SS中进行多重反射并返回传播部7的测量光L的传播路径向检测部75的配置方向变更的第六反射镜71f。
另外，传播部7具有吹扫气体供给管道77以及吹扫气体排出口79。吹扫气体供给管道77与测量对象除去部9连接，将由测量对象除去部9 生成的吹扫气体PG导入传播空间TS。吹扫气体排出口79将导入到传播空间TS中的吹扫气体PG排出到壳体1的内部空间IS。
通过在传播部7设置吹扫气体供给管道77以及吹扫气体排出口79，在第一实施方式的分析装置100中，能够从吹扫气体供给管道77向传播部7的传播空间TS导入吹扫气体PG，并且能够将传播空间TS的吹扫气体PG从吹扫气体排出口79排出，能够用吹扫气体PG对传播空间TS 进行吹扫。
如后所述，由于吹扫气体PG是从空气AR除去了测量对象气体的气体，所以通过用吹扫气体PG对传播空间TS进行吹扫，能够抑制测量光 L在从照射部5传播到填充部3的期间被测量对象气体吸收。另外，通过使用吹扫气体PG对传播空间TS内进行吹扫，能够使吹扫气体PG在传播空间TS内流通，从而能够使设置在传播空间TS内的多个反射镜的状态成为清洁的状态。
(6)测量对象除去部
测量对象除去部9设置在吹扫气体供给管道77上，从由空气供给部 12供给的空气AR除去测量对象气体，生成吹扫气体PG。
测量对象除去部9例如是将聚酰亚胺的中空纤维膜、气体分离膜填充到中空构件中得到的被称为“N2分离器”的部件。N2分离器通过将压缩空气导入中空纤维膜、气体分离膜，将导入的空气分离为氮气丰富的气体(即几乎不包含氮气以外的成分的气体)以及氧气丰富的气体(即从空气AR除去氮气后剩余的气体)。作为N2分离器的测量对象除去部 9将氮气丰富的气体作为吹扫气体PG向吹扫气体供给管道77排出，另一方面，将氧气丰富的气体向外部(壳体1的内部空间IS)排出。
上述中空纤维膜例如由聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、醋酸纤维素及其衍生物、聚苯醚、聚硅氧烷、其本身微多孔性的聚合物、混合基质膜、促进传递膜、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、碳膜、沸石、或它们的混合物构成。
在通过N2分离器的中空纤维膜、气体分离膜分离出的氮气丰富的气体中也几乎不包含测量对象气体。即，N2分离器能够从空气将测量对象气体分离，能够生成不包含测量对象气体的氮气丰富的气体作为吹扫气体PG。
此外，N2分离器由于也能够分离水分，所以也能够应用于对分析结果受到水分的影响的测量对象气体进行分析的装置。
对于N2分离器，只要导入的压缩空气未受到污染，则从空气分离氮气丰富的气体与氧气丰富的气体的功能长时间也不会劣化。因此，通过使用N2分离器作为测量对象除去部9，几乎不需要更换测量对象除去部 9。
如图1所示，在本实施方式中，测量对象除去部9配置在壳体1的内部空间IS中。由此，例如也可以代替导入从空气供给部12供给的空气AR并用空气AR对内部空间IS进行吹扫，将从作为N2分离器的测量对象除去部9排出的氧气丰富的气体以及从吹扫气体排出口79排出的氮气丰富的气体导入内部空间IS，实质上用空气AR对内部空间IS进行吹扫。
但是，不限于上述，例如，在即使向壳体1的外部排出氧气丰富的气体在安全上也不会成为问题的情况下、在即使测量对象除去部9的主体(填充中空纤维膜、气体分离膜、药剂等的中空构件)配置在壳体1 的外部也不会受到损伤的情况下、等等，也可以将测量对象除去部9配置在壳体1的外部。
(7)控制部
控制部20是由CPU、存储装置(例如RAM、ROM等存储装置)、各种接口构成的计算机系统。控制部20也可以是个别地具备上述各装置的系统，也可以是将上述各装置集成在一个芯片上的SoC(系统芯片 (system on chip))。控制部20控制分析装置100的构成要素。另外，根据由检测部75检测到的测量光L的强度，进行分析装置100的校准、测量对象气体的分析。
以下，使用图2对控制部20的具体的构成进行说明。图2是表示第一实施方式的控制部的具体的构成的图。控制部20主要具有分析部201、第一判断部203以及通知部205。另外，通过执行存储于构成控制部20 的计算机系统的存储装置的程序而实现控制部20的上述各部的功能的一部分或全部。另外，也可以通过硬件实现上述各部的功能的一部分。
分析部201执行填充在填充部3的试样气体SG中包含的测量对象气体的分析。具体地说，分析部201控制照射部5(光源51a～51d)向填充部3的取样空间SS照射测量光L，接收检测部75通过检测测量光L 而输出的信号。
分析部201根据通过填充有不包含测量对象气体的基准的气体(称为基准气体)的取样空间SS后的测量光L的各波长范围的强度、以及通过填充有试样气体SG的取样空间SS后的测量光L的各波长范围的强度，对测量对象气体进行分析。例如，分析部201计算试样气体SG中包含的测量对象气体的浓度。
另外，在分析装置100的校准时取得通过填充有基准气体的取样空间SS后的测量光L的强度，作为成为分析的基准的测量光L的强度(称为基准强度)，并存储在上述存储装置中。或者，也可以在分析装置100 的出货时、安装时等取得基准强度并存储在存储装置中。另外，基准气体例如是从储气瓶等供给的氮气。
第一判断部203根据由于通过传播空间TS而被测量对象气体以及对测量光L造成影响的气体吸收后的测量光L的强度，判断测量对象除去部9的劣化。具体地说，第一判断部203根据在边向填充部3填充基准气体边由检测部75检测测量光L的校准动作时取得的基准强度、在分析装置100的出货时、安装时等或测量对象除去部9的更换时取得的基准强度的比较，判断测量对象除去部9是否劣化了。
如果测量对象除去部9是未劣化的状态，则在吹扫气体PG中几乎不包含测量对象气体。因此，将基准气体填充到填充部3的取样空间SS’而取得的测量光L的强度在当前与过去基本相同。
另一方面，在测量对象除去部9劣化了的情况下，由于从空气AR 除去测量对象气体的能力降低，所以变成在吹扫气体PG中包含测量对象气体。其结果，当在传播空间TS中传播期间，测量光L被吹扫气体 PG中包含的测量对象气体吸收，将基准气体填充到填充部3的取样空间SS’中而取得的测量光L的强度在当前与过去不同。具体地说，当前的强度变得比过去的强度小。
利用上述的原理，如果在将基准气体填充到填充部3的取样空间SS 时取得的测量光L的强度与在过去将基准气体填充到填充部3的取样空间SS而取得的测量光L的强度相比降低了规定的强度以上，则第一判断部203判断为测量对象除去部9劣化了。
第一判断部203在判断为测量对象除去部9劣化了的情况下，向通知部205通知该判断结果。
通知部205当接收到在第一判断部203中判断为测量对象除去部9 劣化了的判断结果时，通知测量对象除去部9劣化了。具体地说，在判断为测量对象除去部9劣化了的情况下，通知部205输出使告知装置30 动作的信号。告知装置30例如是发出声音的装置(扬声器)、警告灯、在画面(显示器)上显示图像的装置等。这样，告知装置30是告知从分析装置100输出的信息的装置。
另外，也可以将告知装置30作为与分析装置100分开的装置，构成分析系统。通过使告知装置30与分析装置100成为分开的装置，例如，能够在与分析装置100的设置场所不同的场所设置告知装置30。
在设置有压力计PR1的情况下，控制部20也可以具有第二判断部 207。第二判断部207通过压力计PR1监视测量到的压力，在测量到的压力与通常的压力(例如，测量对象除去部9没有堵塞等而正常地进行动作的情况下的压力)相比增加了规定的值以上的情况下，判断为测量对象除去部9由于堵塞等而劣化。由此，能够检测测量对象除去部9的劣化而无需至少测量通过了传播空间TS的测量光L的强度。
第二判断部207在判断为测量对象除去部9劣化了的情况下，向通知部205通知该判断结果。
(8)第一实施方式的分析装置的动作
(8-1)分析动作
以下，对第一实施方式的分析装置100的动作进行说明。首先，使用图3对分析装置100的分析动作进行说明。图3是表示第一实施方式的分析装置的分析动作的流程图。另外，通过控制部20控制分析装置100 来执行以下所示的动作。
在进行试样气体SG中包含的测量对象气体的分析之前，在步骤S1 中，用空气AR对壳体1的内部空间IS进行吹扫。具体地说，持续规定的时间进行从空气供给部12向空气供给管道11供给空气AR并且从排出口13排出内部空间IS内的气体(空气AR)。
在用空气AR对内部空间IS进行吹扫期间，在步骤S2中，用吹扫气体PG对传播部7的传播空间TS进行吹扫。具体地说，通过在步骤S1 中从空气供给部12向空气供给管道11持续规定的时间供给空气AR，向测量对象除去部9供给该空气AR，测量对象除去部9从被供给的空气 AR除去测量对象气体而生成吹扫气体PG，向吹扫气体供给管道77排出。
伴随向空气供给管道11持续规定的时间供给空气AR，持续规定的时间从吹扫气体供给管道77向传播空间TS供给吹扫气体PG并且从吹扫气体排出口79排出传播空间TS内的气体(吹扫气体PG)，由此能够用吹扫气体PG对传播空间TS进行吹扫。
例如可以将向空气供给管道11供给空气AR的规定的时间设为能够利用通过空气供给管道11供给的空气AR对壳体1的内部空间IS进行置换的时间、或能够利用吹扫气体PG对传播部7的传播空间TS进行置换的时间中的任意一个时间的长的一方。
例如可以根据内部空间IS的容量以及空气AR的流量来确定能够利用空气AR对内部空间IS进行置换的时间。另外，例如可以根据传播空间TS的容量以及吹扫气体PG的流量来确定能够利用吹扫气体PG对传播空间TS进行置换的时间。
通过在分析装置100的空气供给管道11上设置测量对象除去部9，如上所述，能够使用从空气供给管道11供给的空气AR生成吹扫气体PG。其结果，由于无需准备传播空间TS的吹扫用的储气瓶，而且无需设置到分析装置100，所以能够减轻使用者的负担。
在对内部空间IS以及传播空间TS进行了吹扫之后，在步骤S3中，判断分析装置100是否需要校准。例如，在从上次的校准开始经过了规定的期间(例如一周)的情况下、在从上次校准开始只执行了规定的次数的测量对象气体的分析的情况下、等等，能够判断需要进行分析装置 100的校准。
在判断为执行分析装置100的校准的情况下(在步骤S3中为“是”)，在步骤S4中，执行分析装置100的校准。在后面对步骤S4中的具体的校准动作详细地进行说明。
另一方面，在判断为不执行分析装置100的校准的情况下(在步骤 S3中为“否”)，分析动作前进到步骤S5，执行测量对象气体的分析。
在执行了分析装置100的校准之后、或在判断为不需要校准之后，在步骤S5中，分析部201开始测量对象气体的分析。具体地说，通过以下方式来执行分析。
首先，向填充部3的取样空间SS供给试样气体SG，用试样气体SG 填充取样空间SS。向取样空间SS供给试样气体SG，并且分析部201控制照射部5的光源51a～51d，向填充部3的取样空间SS输出测量光L。分析部201从检测部75接收通过了取样空间SS的测量光L的检测信号，根据该检测信号，计算检测到的测量光L的各要素光L1～L4具有的波长范围的强度。
其后，分析部201根据通过填充有试样气体SG的取样空间SS前的测量光L的上述波长范围的强度(即基准强度)与通过填充有试样气体 SG的取样空间SS后的测量光L的上述波长范围的强度的比等，计算试样气体SG中包含的测量对象气体的浓度。
例如，在测量对象气体能够吸收要素光L1～L4的全部的情况下，分析部201根据各要素光L1～L4的波长范围的强度，计算与测量对象气体的分析结果发生干扰的干扰气体的浓度，从而能够考虑该干扰气体的影响而高精度地计算测量对象气体的浓度。
另外，在测量对象气体有多种的情况下，分析部201例如根据要素光L1～L4中的测量对象气体能够吸收的要素光L1～L4中的任意一个的波长范围的强度，能够计算该测量对象气体的浓度。
当在结束了一次分析之后想要进一步继续进行测量对象气体的分析的情况下，反复执行上述的步骤S5。另一方面，在想要结束测量对象气体的分析的情况下，停止来自照射部5的测量光L的产生，结束上述分析动作。
(8-2)分析装置的校准动作
接着，使用图4对在上述的步骤S4中执行的第一实施方式的分析装置100的校准动作进行说明。图4是表示第一实施方式的分析装置的校准动作的流程图。另外，通过控制部20控制分析装置100，执行以下所示的动作。
在第一实施方式的分析装置100中，在分析装置100的校准时，在取得了通过了不包含测量对象气体的基准气体的测量光L的强度(即基准强度)后，进一步判断测量对象除去部9的劣化。具体地说，执行以下的步骤S41～S45作为校准动作。
首先，在步骤S41中，向填充部3的取样空间SS填充基准气体(不包含测量对象气体的气体)。在本实施方式中，基准气体是氮气。
向取样空间SS填充了基准气体后，在步骤S42中，测量通过了填充有基准气体的取样空间SS的测量光L的强度。具体地说，控制部20控制照射部5的光源51a～51d，向填充有基准气体的取样空间SS输出测量光L。控制部20从检测部75接收通过了取样空间SS的测量光L的检测信号，根据该检测信号，计算检测到的测量光L的强度。
其后，在步骤S43中，控制部20将在步骤S42中计算出的测量光L 的强度确定为通过填充有试样气体SG的取样空间SS前的测量光L的强度(即基准强度)，并存储到控制部20的存储装置。通过执行基准强度的取得以及存储，能够执行分析装置100的校准。
在执行基准强度的取得以及存储从而校准了分析装置100后，在步骤S44中判断测量对象除去部9是否劣化了。
具体地说，第一判断部203对通过此次的校准取得的基准强度与在过去(例如，分析装置100的出货时、安装时、上次测量对象除去部9 的更换时等)取得的基准强度进行比较，在此次取得的基准强度比过去取得的基准强度小规定的值以上的情况下，判断为测量对象除去部9劣化了。
如上所述，在取样空间SS填充有基准气体的状态下亦即测量光L 在通过取样空间SS期间不被吸收的状态下测量基准强度。因此，此次取得的基准强度比过去取得的基准强度小意味着在此次的校准时测量光L 通过传播空间TS期间被吸收的光的量比在过去测量光L通过传播空间 TS期间被吸收的光的量大。
另外，在此次的校准时测量光L通过传播空间TS期间被吸收的光的量比在过去测量光L通过传播空间TS期间被吸收的光的量大意味着此次的校准时的吹扫气体PG中包含的测量对象气体的量(浓度)比过去的吹扫气体PG中包含的测量对象气体的量(浓度)变大，意味着测量对象除去部9的测量对象气体的除去能力降低了。
这样，在上述的步骤S44中，第一判断部203通过对当前与过去的基准强度进行比较，根据通过了传播空间TS的测量光L的强度，能够判断测量对象除去部9的劣化。即，第一实施方式的分析装置100通过与测量对象气体的分析类似的方法，能够简便地判断测量对象除去部9 的劣化状态。
另外，在设置有压力计PR1的情况下，第二判断部207对在此次的校准时通过压力计PR1测量到的压力与在过去(例如分析装置100的出货时、安装时、上次测量对象除去部9的更换时等)通过压力计PR1测量到的压力进行比较，当在此次测量到的压力比在过去测量到的压力大规定的值以上的情况下，判断为测量对象除去部9劣化了。
此次测量到的压力比过去测量到的压力大意味着到此次的校准时为止发生测量对象除去部9的堵塞等从而使测量对象除去部9内的气体流通变差的结果，测量对象除去部9劣化了。另一方面，在代替压力计PR1 设置有流量计的情况下，此次测量到的流量比过去测量到的流量小意味着测量对象除去部9劣化了。
这样，第二判断部207根据向测量对象除去部9供给的空气的压力或流量，判断测量对象除去部9内的气体流通是否变差了，在气体流通变差了的情况下，能够判断为测量对象除去部9劣化了。即，第二判断部207能够判断是否发生了以对供给至测量对象除去部9的空气AR的压力以及流量造成影响的“堵塞”等为原因的劣化(异常)。
在通过第一判断部203和/或第二判断部207判断为测量对象除去部 9劣化了的情况下(在步骤S44中为“是”)，在步骤S45中，第一判断部203和/或第二判断部207向通知部205通知测量对象除去部9劣化了的判断结果。
接收到测量对象除去部9劣化了的判断结果的通知部205向告知装置30输出通知信号并使告知装置30动作。由此，例如，发出声音和/或点亮警告灯，能够以让使用者在视觉上和/或在听觉上能够识别的形式通知测量对象除去部9劣化了。
识别到测量对象除去部9劣化了的使用者例如能够执行更换测量对象除去部9等对策。
另外，在认为是由于在空气供给部12未充分除去使测量对象除去部 9劣化的原因物质(例如油雾、灰尘等)从而发生测量对象除去部9的劣化的情况下，使用者也可以更换空气供给部12具备的除去油雾、灰尘等原因物质的过滤器。
另一方面，在通过第一判断部203和/或第二判断部207未判断为测量对象除去部9劣化了的情况下(在步骤S44中为“否”)，结束分析装置100的校准动作。
(9)第一实施方式的分析装置的变形例
在利用上述说明过的第一实施方式中，对壳体1的内部空间IS进行吹扫的空气AR的供给管道与向测量对象除去部9供给的空气AR的供给管道共通化为空气供给管道11。
但是，不限于此，如图5所示，在第一实施方式的分析装置的变形例(分析装置100’)中，也可以将对壳体1的内部空间IS进行吹扫的空气AR的供给管道作为第一空气供给管道11a，将向测量对象除去部9供给的空气AR的供给管道作为第二空气供给管道11b，分开设置空气的供给管道。图5是表示第一实施方式的分析装置的变形例的图。
另外，在分析装置100’中，在吹扫气体供给管道77、第一空气供给管道11a、来自测量对象除去部9的管道的合流部分设置有三通阀11c。在想用空气AR对壳体1的内部空间IS进行吹扫的情况下，三通阀11c 使第一空气供给管道11a以及吹扫气体供给管道77能够流通气体。由此，用空气AR对壳体1的内部空间IS以及传播空间TS进行吹扫。
另一方面，在想用吹扫气体PG对传播部7的传播空间TS进行吹扫的情况下，三通阀11c使来自测量对象除去部9的管道以及吹扫气体供给管道77能够流通气体。由此，用吹扫气体PG对传播空间TS进行吹扫。
这样，通过个别地设置空气AR的供给管道，仅在需要时向测量对象除去部9供给空气AR，产生吹扫气体PG，能够减少测量对象除去部 9的更换频率。
(10)第一实施方式的总结
可以对上述说明的第一实施方式如下所述地进行总结。
在第一实施方式的分析装置100、100’中，对测量光L在到达填充部3为止被至少一个反射镜反射并传播的传播空间TS进行吹扫的吹扫气体PG由具有气体分离膜的测量对象除去部9生成。由此，不需要进行吹扫气体供给用的储气瓶的频繁的更换等增大使用者的负担的操作。即，能够进行吹扫气体PG的生成以及供给而不会增大使用者的负担。
分析装置100、100’具备第一判断部203，所述第一判断部203根据通过了传播空间TS的测量光L的强度，判断测量对象除去部9的劣化。由此，通过与测量对象气体的分析类似的方法，能够简便地判断测量对象除去部9的劣化状态。
分析装置100、100’也可以具备第二判断部207，所述第二判断部207 根据向测量对象除去部9供给的空气AR的压力或流量，判断测量对象除去部的劣化。由此，能够判断是否发生了以对供给至测量对象除去部9 的空气AR的压力或流量造成影响的“堵塞”等为原因的劣化(异常)。
分析装置100、100’还具备通知部205，所述通知部205通知判断为测量对象除去部9存在劣化。由此，能够向使用者通知测量对象除去部9 劣化了。
分析装置100、100’还具备壳体1，所述壳体1容纳填充部3、照射部5、传播部7并将它们与外部空间隔离。由此，能够实现将用于对测量对象气体进行分析的构成要素与外部空间隔离的结构。
在第一实施方式中，测量对象除去部9具有从空气分离氮气的气体分离膜，将通过气体分离膜分离出的氮气作为吹扫气体PG。由于气体分离膜的从空气分离氮气与氧气的能力长期间持续，所以几乎不需要更换测量对象除去部9。其结果，能够减轻使用者的负担。
2.第二实施方式
(1)第二实施方式的分析装置的概要
在上述的第一实施方式中说明过的作为N2分离器的测量对象除去部也可以应用于对测量对象气体进行分析的其它的分析装置。例如，在以下进行说明的第二实施方式的分析装置200中可以使用测量对象除去部。
以下，对第二实施方式的分析装置200具体地进行说明。第二实施方式的分析装置200是交叉流动调节方式的分析装置。交叉流动调节方式是指如下的方式：将不包含测量对象气体的标准气体RG以及包含测量对象气体的试样气体SG交替导入至填充部301，根据通过了填充有标准气体RG的填充部301的测量光L’的强度以及通过了填充有试样气体 SG的填充部301的测量光L’的强度，对试样气体SG中包含的测量对象气体进行分析。在第二实施方式中，在标准气体RG的生成中使用在第一实施方式中说明过的作为N2分离器的测量对象除去部302。
另外，在第二实施方式中，试样气体SG例如是大气。测量对象气体例如是试样气体SG中包含的二氧化碳(CO2)。另外，也可以使测量对象气体例如是一氧化碳(CO)、硫氧化物(SOx)(例如二氧化硫(SO2))、氨气(NH3)、氮氧化物(NOx)(例如一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)等)、氯化氢(HCl)、水(H2O)、各种烃(例如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)、丙烷(C3H8)、乙烯(C2H4)、己烷(n-C6H14)、丙烯(C3H6)、异丁烯(i-C4H8)、丁烷(n-C4H10)、环己烷(C6H12)、丁二烯(C4H6)、异丁烷(i-C4H10)、异戊烷(i-C5H12)、甲苯(C6H5CH3)等)、硫化氢(H2S)、甲醇(CH3OH)、碳酰氯(COCl2)、氯乙烯(C2H3Cl)、亚硝酸甲酯(CH3ONO)、氢气(H2)、氟化氢(HF)、三氟丙烯(C3H3F3)等。测量对象气体不限于一种，也可以是包含多种上述气体的混合气体。
上述的标准气体RG是用作测量对象气体的分析的基准的气体，是完全不包含测量对象气体或仅包含在分析中不造成影响的程度的测量对象气体的气体。因此，通过了填充有标准气体RG的填充部301的测量光L’的强度是通过了填充有试样气体SG的填充部301的测量光L’的强度中包含的作为背景的测量光L’的强度。
(2)第二实施方式的分析装置的具体的构成
接着，使用图6对第二实施方式的分析装置200的具体的构成进行说明。图6是表示第二实施方式的分析装置的构成的图。分析装置200 主要具备填充部301、测量对象除去部302、以及导入部303。
填充部301具有能够填充气体的取样空间SS’，取样空间SS’的一端与导入部303的气体出口303c连接，另一端与排出流道304连接。通过使取样空间SS’的一端与导入部303的气体出口303c连接，能够向取样空间SS’填充试样气体SG或标准气体RG。
另一方面，在填充部301的取样空间SS’的另一端连接的排出流道 304上设置有节流孔304a以及第一泵304b。向取样空间SS’导入的试样气体SG或标准气体RG的流量由节流孔304a的尺寸以及第一泵304b的流量确定。
另外，填充部301具有：照射部301a，向取样空间SS’照射测量光L’；以及检测部301b，检测通过了取样空间SS’的测量光L’。照射部301a例如是产生具有测量对象气体能够吸收的波长(例如红外光)的测量光L’的激光器等光产生装置。检测部301b例如是能够检测测量光L’的光检测元件。
测量对象除去部302从标准气体生成用气体生成向填充部301的取样空间SS’填充的标准气体RG。具体地说，测量对象除去部302从由排出流道304分支的分支管道305接收试样气体SG的供给，从被供给的试样气体SG除去测量对象气体。即，在图6所示的分析装置200中，标准气体生成用气体是试样气体SG。由此，能够从成为测量对象的试样气体SG生成更合适的标准气体RG。
在本实施方式中，测量对象除去部302是在中空构件中填充有中空纤维膜、气体分离膜的被称为“N2分离器”的部件。中空纤维膜例如由聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、醋酸纤维素及其衍生物、聚苯醚、聚硅氧烷、其本身微多孔性的聚合物、混合基质膜、促进传递膜、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、碳膜、沸石、或它们的混合物构成。
通过向中空纤维膜、气体分离膜导入压缩了的试样气体SG，N2分离器将导入的试样气体SG分离为氮气丰富的气体(即几乎不含氮气以外的成分的气体)以及氧气丰富的气体(即从试样气体SG除去了氮气后的剩余的气体)。作为N2分离器的测量对象除去部302将氮气丰富的气体作为标准气体RG向标准气体供给管道306供给。
在由作为N2分离器的测量对象除去部302的中空纤维膜、气体分离膜分离出的氮气丰富的气体中也几乎不含测量对象气体。即，作为N2分离器的测量对象除去部302从试样气体SG将测量对象气体分离，生成不包含测量对象气体的氮气丰富的气体作为标准气体RG。
另外，如上所述，针对作为N2分离器的测量对象除去部302，需要导入压缩了的试样气体SG。因此，在向测量对象除去部302供给试样气体SG的分支管道305上设置有将试样气体SG升压后向测量对象除去部 302供给的升压用泵305a。
另外，在升压用泵305a与测量对象除去部302之间设置有调节器 305b。调节器305b使从升压用泵305a向测量对象除去部302供给的试样气体SG的压力固定。由此，能够延长测量对象除去部302的寿命。
导入部303向填充部301的取样空间SS’导入试样气体SG或标准气体RG。具体地说，导入部303是三通阀，具有第一入口303a、第二入口303b以及气体出口303c，并且能够对使第一入口303a以及气体出口 303c能够流通气体或使第二入口303b以及气体出口303c能够流通气体进行切换。
如图6所示，向导入部303的第一入口303a供给试样气体SG。另一方面，第二入口303b与标准气体供给管道306连接。即，向第二入口 303b供给由测量对象除去部302生成的标准气体RG。
在测量对象气体的分析期间，导入部303在使第一入口303a以及气体出口303c能够流通气体(即从气体出口303c排出试样气体SG)与使第二入口303b以及气体出口303c能够流通气体(即从气体出口303c排出标准气体RG)之间交替地切换，将试样气体SG以及标准气体RG交替地填充到填充部301的取样空间SS’。通过具备导入部303，能够实现将试样气体SG以及标准气体RG交替地填充到填充部301的取样空间 SS’的交叉流动调节方式的分析装置200。
分析装置200还具备控制部307。控制部307是由CPU、存储装置 (例如RAM、ROM等存储装置)、各种接口构成的计算机系统。控制部307也可以是分开具备上述各装置的系统，还可以是将上述各装置集成在一个芯片上的SoC(系统芯片)。
控制部307控制分析装置200的照射部301a、导入部303。另外，控制部307也可以能够控制第一泵304b、升压用泵305a的动作以及停止、和/或流量。
另外，控制部307控制照射部301a向填充部301的取样空间SS’照射测量光L’，根据通过取样空间SS’并由检测部301b检测到的测量光L’的强度，进行测量对象气体的分析。
(3)第二实施方式的分析装置的动作
(3-1)分析动作
以下，对第二实施方式的分析装置200的动作进行说明。具体地说，使用图7对分析装置200的分析动作进行说明。图7是表示第二实施方式的分析装置的分析动作的流程图。在本实施方式中，分析装置200利用交叉流动调节方式执行测量对象气体的分析。另外，通过控制部307 控制分析装置200来执行以下所示的动作。另外，在以下的分析动作之前，每隔规定的期间(例如一周)执行分析装置200的校准(例如零点校准、量程校准)。
如果开始测量对象气体的分析动作，则首先，在步骤S201中，控制部307针对导入部303进行使第二入口303b以及气体出口303c能够流通气体的控制。由此，从标准气体供给管道306向导入部303供给标准气体RG，从气体出口303c向填充部3的取样空间SS’导入标准气体RG。即，向填充部3的取样空间SS’填充标准气体RG。
在向填充部3的取样空间SS’填充标准气体RG之后，在步骤S202 中，控制部307使测量光L’从照射部301a输出，利用检测部301b检测通过了填充有标准气体RG的填充部3的取样空间SS’的测量光L’。控制部307根据从检测部301b输入的信号，计算通过了填充有标准气体 RG的填充部3的取样空间SS’的测量光L’的强度(称为分析基准强度)。
接着，在步骤S203中，控制部307针对导入部303进行使第一入口 303a以及气体出口303c能够流通气体的控制。由此，从气体出口303c 向填充部3的取样空间SS’导入试样气体SG。即，向填充部3的取样空间SS’填充试样气体SG。
在将试样气体SG填充到填充部3的取样空间SS’之后，在步骤S204 中，控制部307使测量光L’从照射部301a输出，利用检测部301b检测通过了填充有试样气体SG的填充部3的取样空间SS’的测量光L’。控制部307根据从检测部301b输入的信号，计算通过了填充有试样气体SG 的填充部3的取样空间SS’的测量光L’的强度(称为分析强度)。
此外，在步骤S205中，控制部307根据在步骤S204中计算出的分析强度与在步骤S202中计算出的分析基准强度的差，对试样气体SG中包含的测量对象气体进行分析。具体地说，根据分析强度与分析基准强度的差，计算测量对象气体的浓度。
在上述的图6所示的分析装置200中，使用测量对象除去部302从试样气体SG生成标准气体RG。由此，无需设置标准气体RG用的储气瓶。其结果，能够减轻储气瓶的更换等造成的使用者的负担。
另外，对于上述的具有气体分离膜(中空纤维膜)的测量对象除去部302，从空气将氮气与氧气分离的能力长期间持续，因此能够几乎不需要更换测量对象除去部302。其结果，能够减轻使用者的负担。
此外，在图6所示的分析装置200中，例如由于不需要对除去测量对象气体的多个除去部进行切换并使用，所以不需要形成用于对多个除去部进行切换并使用的复杂的气体路径。通过这样使分析装置200的气体路径成为更单纯的气体路径，能够减少在分析装置200中使用的部件的个数。
(4)第二实施方式的分析装置的变形例1
(4-1)变形例1的概要
在上述说明过的分析装置200中，测量对象除去部302与从排出流道304分支的分支管道305连接，从试样气体SG除去测量对象气体，生成标准气体RG。即，用于生成标准气体RG的标准气体生成用气体是试样气体SG。
但是，标准气体生成用气体不限于试样气体SG。如图8所示，第二实施方式的分析装置的变形例1(分析装置200’)还具备供给升压后的空气AR’的空气供给部309，将该空气供给部309通过空气供给管道309a 与测量对象除去部302连接。即，在分析装置200’中，标准气体生成用气体是从与试样气体SG不同的供给源(空气供给部309)供给的空气 AR’。图8是表示第二实施方式的分析装置的变形例1的构成的图。
这样，通过从作为与试样气体SG不同的供给源的空气供给部309 供给向测量对象除去部302供给的标准气体生成用气体，无需设置升压用泵305a，就能够向测量对象除去部302供给充分升压后的空气AR’作为标准气体生成用气体。即，能够使向测量对象除去部302供给的标准气体生成用气体的条件成为能够充分发挥测量对象除去部302的性能的合适的条件。
另外，与上述的第二实施方式同样地，在空气供给部309与测量对象除去部302之间设置有调节器309b。调节器309b使从空气供给部309 向测量对象除去部302供给的试样气体SG的压力固定。
在变形例1的分析装置200’中，根据在填充部3填充有从测量对象除去部302供给的标准气体RG时的测量光L’的强度与在填充部3填充有例如用于零点校准的气体(例如从储气瓶供给的氮气)时的测量光L’的强度的比较，能够确认测量对象除去部302的测量对象气体的除去能力的状态亦即测量对象除去部302的劣化的状态。
另外，在变形例1的分析装置200’中，测量对象除去部302的劣化的状态由分析装置200’的控制部307’进行判断。分析装置200’的另外的构成以及功能由于与第二实施方式的分析装置200相同，所以在此省略说明。
(4-2)变形例1的控制部的构成
以下，使用图9对能够判断测量对象除去部302的劣化的状态的变形例1的控制部307’的具体的构成进行说明。图9是表示变形例1的控制部的具体的构成的图。控制部307’主要具有分析部307a、判断部307b 以及通知部307c。另外，通过执行存储于构成控制部307的计算机系统的存储装置的程序来实现控制部307’的上述各部的功能的一部分或全部。另外，也可以通过硬件实现上述各部的功能的一部分。
分析部307a执行试样气体SG中包含的测量对象气体的分析。由分析部307a执行的测量对象气体的分析动作由于与上述的第二实施方式中的控制部307的动作相同，所以在此省略说明。
判断部307b判断测量对象除去部302的劣化。判断部307b例如根据在填充部3的取样空间SS’中填充有标准气体RG时取得的测量光L’的强度与在取样空间SS’中填充有几乎不包含测量对象气体的用于分析装置的零点校准的零点气体(例如从储气瓶供给的氮气)时取得的测量光L’的强度的比较，判断测量对象除去部302是否劣化了。
如果测量对象除去部302为未劣化的状态，则标准气体RG中包含的测量对象气体的含量接近上述的零点气体中的测量对象气体的含量。因此，在填充部3的取样空间SS’中填充有标准气体RG时取得的测量光 L’的强度与在填充部3的取样空间SS’中填充有零点气体而取得的测量光L’的强度基本相同。
另一方面，在测量对象除去部302劣化了的情况下，由于从标准气体生成用气体(在本实施方式中为空气AR)除去测量对象气体的能力降低，所以变成在标准气体RG中包含测量对象气体。其结果，通过了填充有标准气体RG的取样空间SS’的测量光L’被标准气体RG中包含的测量对象气体吸收，因此在填充有标准气体RG时取得的测量光L’的强度比填充零点气体而取得的测量光L’的强度小。
利用上述的原理，如果在填充部3的取样空间SS’中填充有标准气体RG时取得的测量光L’的强度与在填充部3的取样空间SS’中填充零点气体而取得的测量光L’的强度相比降低了规定的强度以上，则判断部 307b能够判断为测量对象除去部302劣化了。
判断部307b在判断为测量对象除去部302劣化了的情况下，向通知部307c通知该判断结果。
通知部307c在接收到在判断部307b中判断为测量对象除去部302 劣化了的判断结果时，通知测量对象除去部302劣化了。具体地说，在判断为测量对象除去部302劣化了的情况下，通知部307c输出使告知装置308动作的信号。告知装置308例如是发出声音的装置(扬声器)、警告灯、在画面(显示器)上显示图像的装置、等等。这样，告知装置 308是告知从分析装置200输出的信息的装置。
另外，也可以将告知装置308作为与分析装置200分开的装置，构成分析系统。通过使告知装置308与分析装置200为分开的装置，例如，能够在与分析装置200的设置场所不同的场所设置告知装置308。
(4-3)测量对象除去部的劣化的判断动作
接着，使用图10对变形例1的分析装置200’的测量对象除去部302 的劣化的判断动作进行说明。图10是表示第二实施方式的变形例1的分析装置的测量对象除去部的劣化的判断动作的流程图。另外，通过由判断部307b控制分析装置200来执行以下所示的动作。
首先，在步骤S301中，例如使用零点气体(例如氮气)的储气瓶等，向填充部3的取样空间SS’填充零点气体。
其后，在步骤S302中，从照射部301a输出测量光L’，由检测部301b 检测通过了填充有零点气体的填充部3的取样空间SS’的测量光L’。根据从检测部301b输入的信号，计算通过了填充有零点气体的填充部3的取样空间SS’的测量光L’的强度。
接着，在步骤S303中，向填充部3的取样空间SS’填充由测量对象除去部302除去了测量对象气体后的标准气体RG。具体地说，针对导入部303进行使第二入口303b以及气体出口303c能够流通气体的控制，向取样空间SS’填充标准气体RG。
其后，在步骤S304中，从照射部301a输出测量光L’，由检测部301b 检测通过了填充有标准气体RG的填充部3的取样空间SS’的测量光L’。根据从检测部301b输入的信号，计算通过了填充有标准气体RG的填充部3的取样空间SS’的测量光L’的强度。
在执行了上述的步骤S304之后，在步骤S305中，判断部307b根据在步骤S302中取得的通过了零点气体的测量光L’的强度与在步骤S304 中取得的通过了标准气体RG的测量光L’的强度的比较，判断测量对象除去部302是否劣化了。
例如，当在步骤S304中取得的通过了标准气体RG的测量光L’的强度与在步骤S302中取得的通过了零点气体的测量光L’的强度的差的绝对值成为规定值以上的情况下，标准气体RG中包含规定量以上的测量对象气体，从而判断为测量对象除去部302劣化了。
在由判断部307b判断为测量对象除去部302劣化了的情况下(在步骤S305中为“是”)，在步骤S306中，判断部307b向通知部307c通知测量对象除去部302劣化了的判断结果。
接收到测量对象除去部302劣化了的判断结果的通知部307c向告知装置308输出通知信号并使告知装置308动作。由此，例如产生声音和/ 或点亮警告灯，以使使用者在视觉上和/或听觉上能够识别的形式通知测量对象除去部302劣化了。
识别到测量对象除去部302劣化了的使用者例如能够执行更换测量对象除去部302等对策。
另一方面，在由判断部307b未判断为测量对象除去部302劣化了的情况下(在步骤S305中为“否”)，结束测量对象除去部302的劣化的判断动作。
(5)第二实施方式的分析装置的变形例2
(5-1)变形例2的分析装置的概要
在上述说明的分析装置200、200’中，作为从试样气体SG或空气 AR’除去测量对象气体而生成标准气体RG的构件，仅设置有测量对象除去部302。
但是，不限于此，如图11所示，第二实施方式的分析装置的变形例 2(分析装置200”)可以还具备洗涤器310a、310b，所述洗涤器310a、310b从由作为N2分离器的测量对象除去部302供给的气体除去测量对象气体，可以将通过该洗涤器310a、310b除去测量对象气体后的气体作为标准气体RG。图11是表示第二实施方式的分析装置的变形例2的构成的图。另外，分析装置200”除了具备洗涤器310a、310b以外，其构成以及功能与变形例1的分析装置200’相同，因此在此省略说明。
(5-2)洗涤器
以下，使用图11对变形例2的分析装置200”中的洗涤器的构成进行说明。
如图11所示，洗涤器310a、310b是在精制器主体311的内部封入有水分吸附剂S以及测量对象气体吸附剂Z的构件。水分吸附剂S从由测量对象除去部302供给的气体除去水分。水分吸附剂S具有通过加热到规定的再生温度而使吸附成分脱离的性质。作为水分吸附剂S，例如可以使用将物理吸附的水分通过加热到规定温度来释放的吸附能力可再生的硅胶。
测量对象气体吸附剂Z从由测量对象除去部302供给的气体进一步除去测量对象气体。测量对象气体吸附剂Z例如可以使用通过加热到比硅胶更高的规定温度而释放物理吸附的测量对象气体的吸附能力可再生的沸石。
另外，作为测量对象气体吸附剂Z，例如可以使用分子筛等。这样的吸附材料例如具有许多的微小孔，利用了仅选择性地吸附能够进入该微小孔程度的大小的分子的分子筛作用。与通过化学结合来吸附分子的碱石灰等不同，具有通过加热等能够容易再生的特性。
精制器主体311例如由圆筒状的金属构件形成，在其一端面设置有气体流入的输入口311a，在另一端面设置有导出气体的输出口311b。而且，在该精制器主体311的输入口311a侧的一半部分填充有水分吸附剂 S，在输出口311b侧的一半部分填充有测量对象气体吸附剂Z。在水分吸附剂S与测量对象气体吸附剂Z的边界，例如配置有滤网M作为间隔件。
洗涤器310a、310b还具有加热机构312。加热机构312例如具备通过来自外部的操作能够开或关的线圈加热器，通过缠绕在精制器主体311 的输出口311b侧的一半部分，直接加热测量对象气体吸附剂Z。水分吸附剂S通过来自精制器主体311的热传递等被间接加热。该加热机构312 的加热温度为测量对象气体吸附剂Z的能够再生的最低温度以上，并且水分吸附剂S的能够再生的温度以上且分解温度以下。在本实施方式中，加热机构312的加热温度例如为130℃～180℃。
如图11所示，变形例2的分析装置200”具备并列的两个洗涤器 310a、310b。该两个洗涤器310a、310b能够切换为任意一个使用。
具体地说，与测量对象除去部302的出口连接的气体管道GL1在中途分成两路，从而形成两个气体管道GL2、GL3。该两个气体管道GL2、 GL3中的气体管道GL2与洗涤器310a的输入口311a连接，气体管道GL3 与洗涤器310b的输入口311a连接。另外，在上述气体管道的分支点设置有切换阀V1(例如三通阀)。切换阀V1通过对将气体管道GL1与气体管道GL2连接、还是将气体管道GL1与气体管道GL3连接进行切换，从而将两个洗涤器310a、310b中的任意一方与测量对象除去部302连接。
另外，分成两路的气体管道GL2、GL3中的未与气体管道GL1(测量对象除去部302)连接的气体管道通过切换阀V2(例如三通阀)与吹扫气体排出管道GL4连接。
在具有上述的构成的分析装置200”中，例如，当在切换阀V1将气体管道GL1与气体管道GL3连接、切换阀V2将气体管道GL2与吹扫气体排出管道GL4连接的状态下进行了分析动作的情况下，通过与气体管道GL3连接的洗涤器310b除去测量对象气体。
例如，在洗涤器310b的测量对象气体的除去能力降低了的情况下，通过切换阀V1将气体管道GL1与气体管道GL2连接、切换阀V2将气体管道GL3与吹扫气体排出管道GL4连接，利用未使用或再生后的洗涤器310a除去测量对象气体。
另外，在上述的例子中，在使用洗涤器310a期间，对于除去能力降低了的洗涤器310b，通过加热机构312的加热，执行水分吸附剂S以及测量对象气体吸附剂Z的再生。由此，能够在一方的洗涤器的使用期间执行另一方的洗涤器的再生。
上述的分析装置200”还具备从通过了测量对象除去部302的气体除去测量对象气体的洗涤器310a、310b，由此能够生成测量对象气体的含量更低的标准气体RG，并且能够延长洗涤器310a、310b的寿命。
(6)第二实施方式的总结
能够以下述的方式总结在上述说明过的第二实施方式。
在第二实施方式的分析装置200、200’、200”中，测量对象除去部 302具有从标准气体生成用气体(试样气体SG或空气AR’)将测量对象气体分离从而生成标准气体RG的气体分离膜。由于该气体分离膜能够持续长期间使用，所以不需要测量对象除去部302的频繁的更换。其结果，能够防止测量对象气体的分析中的使用者的负担的增大。
另外，通过使测量对象除去部302为长寿命的，能够使分析装置200、 200’、200”不需要成为通过切换多个气体管道来生成标准气体RG的复杂的构成，并且能够使分析装置200、200’、200”的控制简便。
分析装置200’、200”具备根据通过了填充有标准气体RG的填充部 301的取样空间SS’的测量光L’的强度判断测量对象除去部302的劣化的判断部307b，由此通过与根据通过了在填充部3中填充的气体的测量光 L’的强度进行测量对象气体的分析类似的方法，能够简便地判断测量对象除去部302的劣化状态。
分析装置200、200’、200”具备通知判断为测量对象除去部302存在劣化的通知部307c，由此能够向使用者通知测量对象除去部302劣化了。
分析装置200、200’、200”具备将试样气体SG与标准气体RG交替导入填充部3的取样空间SS’的导入部303，由此能够实现交叉流动调节方式的测量对象气体的分析装置。
在分析装置200中，使标准气体生成用气体为试样气体SG，由此能够从成为测量对象的试样气体SG生成更合适的标准气体RG。
在分析装置200’、200”中，使标准气体生成用气体为从与试样气体不同的供给源(空气供给部309)供给的空气AR’，由此能够使向测量对象除去部302供给的标准气体生成用气体的条件成为能够容易充分发挥测量对象除去部302的性能的合适的条件。
分析装置200”还具备从通过了测量对象除去部302的气体除去测量对象气体的洗涤器310a、310b，由此能够生成测量对象气体的含量更低的标准气体RG，并且能够延长洗涤器310a、310b的寿命。
3.其它实施方式
以上，对本实用新型的多个实施方式进行了说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在不脱离本实用新型的主旨的范围内可以进行各种各样的变更。尤其是，可以根据需要任意地组合在本说明书中记载的多个实施方式以及变形例。
(A)在第一实施方式的分析装置100、100’中，对在传播空间TS 中配置有第一反射镜71a、第二反射镜71b、第三反射镜71c、第四反射镜71d、第五反射镜71e以及第六反射镜71f进行了说明。也可以根据壳体1内部的光源51a～51d与填充部3的位置关系变更这些反射镜的配置。
例如，在通过使光源51a～51d与填充部3的距离接近从而使在传播空间TS内的测量光L传播的从光源51a～51d到填充部3的距离变短的情况下，也可以减少传播空间TS内的反射镜的数量，或者在传播空间 TS内不设置反射镜。
(B)在第一实施方式的分析装置100、100’中，当对测量对象除去部9的劣化进行判断时，也可以将由测量对象除去部9产生的吹扫气体 PG填充到填充部3的取样空间SS中，根据通过取样空间SS内的吹扫气体PG的测量光L的强度，判断测量对象除去部9的劣化。
如在第一实施方式中说明过的那样，由于在取样空间SS中通过对测量光L进行多重反射使光路长度变长，所以如果根据通过了取样空间SS 内的吹扫气体PG的测量光L的强度，则能够高精度地测量吹扫气体PG 中包含的低浓度的测量对象气体。
另外，通过将吹扫气体PG填充到取样空间SS内，即使取样空间SS 由于使用而被污染，也能够测量包含了该影响的状态的测量光L的强度。其结果，能够更高精度地测量吹扫气体PG中包含的测量对象气体的含量。
(C)在第一实施方式的分析装置100、100’中，在分开设置具有与填充部3相同的构成且填充有氮气等不包含测量对象气体的气体的池来判断测量对象除去部9的劣化时，也可以使测量光L通过该池内。由此，能够不受填充部3的污染的影响，而能够仅高精度地测量由传播空间TS 内的吹扫气体PG中包含的测量对象气体吸收的测量光L的吸收量。
(D)另外，在第一实施方式的分析装置100、100’以及第二实施方式的分析装置200、200’中，为了除去气体中包含的测量对象气体，也可以使用对多孔氢氧化钙使用了显色剂、硝酸银的能够用一次就扔掉的除去剂。由此，成为能够以低成本实现稳定的测量。
(E)在第一实施方式的分析装置100、100’中，测量对象除去部9 从由空气供给管道11供给的空气生成吹扫气体。但是，不限于此，也可以代替空气供给管道11，例如将填充有包含氧气以及氮气的气体的储气瓶与测量对象除去部9连接，测量对象除去部9从由该储气瓶供给的气体提取氮气，生成吹扫气体。
工业实用性
本实用新型能够广泛地应用于对试样气体中包含的测量对象气体进行分析的分析装置。
附图标记说明
100、100’ 分析装置
1 壳体
11 空气供给管道
11a 第一空气供给管道
11b 第二空气供给管道
11c 三通阀
12 空气供给部
13 排出口
IS 内部空间
3 填充部
31 入口
32 出口
33a 第一反射构件
33b 第二反射构件
SS 取样空间
5 照射部
51a～51d 光源
L1～L4 要素光
7 传播部
71a 第一反射镜
71b 第二反射镜
71c 第三反射镜
71d 第四反射镜
71e 第五反射镜
71f 第六反射镜
75 检测部
77 吹扫气体供给管道
79 吹扫气体排出口
TS 传播空间
9 测量对象除去部
20 控制部
201 分析部
203 第一判断部
205 通知部
207 第二判断部
30 告知装置
F 法兰盘
W 光学窗
PG 吹扫气体
PR1 压力计
AR 空气
L 测量光
200、200’、200” 分析装置
301 填充部
301a 照射部
301b 检测部
SS’ 取样空间
302 测量对象除去部
303 导入部
303a 第一入口
303b 第二入口
303c 气体出口
304 排出流道
304a 节流孔
304b 第一泵
305 分支管道
305a 升压用泵
305b 调节器
306 标准气体供给管道
307 控制部
307a 分析部
307b 判断部
307c 通知部
308 告知装置
309 空气供给部
309a 空气供给管道
309b 调节器
310a、310b 洗涤器
AR’ 空气
L’ 测量光
RG 标准气体
SG 试样气体。
Claims (16)
1.一种分析装置，其特征在于，
所述分析装置对测量对象气体进行分析，
所述分析装置具备：
填充部，填充包含所述测量对象气体的试样气体；
照射部，向所述填充部照射测量光；
传播部，设置在所述填充部与所述照射部之间，形成所述测量光传播的传播空间；以及
测量对象除去部，具有气体分离膜，所述气体分离膜将所述测量对象气体从气体除去从而生成用于对所述传播空间进行吹扫的吹扫气体。
2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备：
检测部，对通过了被所述吹扫气体吹扫了的所述传播空间的所述测量光进行检测；以及
第一判断部，根据由于通过所述传播空间而被所述测量对象气体以及对所述测量光造成影响的气体吸收后的所述测量光的强度，判断所述测量对象除去部的劣化。
3.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备第二判断部，所述第二判断部根据向所述测量对象除去部供给的所述气体的压力或流量，判断所述测量对象除去部的劣化。
4.根据权利要求2所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备通知部，所述通知部对被判断为所述测量对象除去部存在劣化这一情况进行通知。
5.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备壳体，所述壳体容纳所述填充部、所述照射部以及所述传播部并将所述填充部、所述照射部以及所述传播部与外部空间隔离。
6.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，
所述气体分离膜将从所述气体分离的氮气作为所述吹扫气体。
7.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，
所述测量对象气体是二氧化碳、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、氨气、氮氧化物、氯化氢、水、乙烷、乙炔、丙烷、乙烯、己烷、丙烯、硫化氢、异丁烯、甲醇、碳酰氯、丁烷、氯乙烯、亚硝酸甲酯、环己烷、丁二烯、异丁烷、异戊烷、甲苯、氢气、氟化氢、三氟丙烯。
8.一种分析系统，其特征在于，
所述分析系统具备：
如权利要求1～7中任意一项所述的分析装置；以及
告知装置，告知从所述分析装置输出的信息。
9.一种分析装置，其特征在于，
所述分析装置根据通过了包含测量对象气体的试样气体的测量光的强度、以及通过了作为所述测量对象气体的分析的基准而使用的标准气体的所述测量光的强度，进行所述测量对象气体的分析，
所述分析装置具备：
填充部，填充包括所述试样气体或所述标准气体的气体；
照射部，向所述填充部照射所述测量光；以及
测量对象除去部，具有气体分离膜，所述气体分离膜将所述测量对象气体从标准气体生成用气体分离从而生成所述标准气体。
10.根据权利要求9所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备导入部，所述导入部将所述试样气体与所述标准气体交替导入到所述填充部。
11.根据权利要求9或10所述的分析装置，其特征在于，
所述标准气体生成用气体是所述试样气体。
12.根据权利要求9或10所述的分析装置，其特征在于，
所述标准气体生成用气体是从与所述试样气体不同的供给源供给的空气。
13.根据权利要求12所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备：
检测部，对通过了所述填充部的所述测量光进行检测；以及
判断部，根据通过了填充有所述标准气体的所述填充部的所述测量光的强度，判断所述测量对象除去部的劣化。
14.根据权利要求13所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备通知部，所述通知部对被判断为在所述测量对象除去部存在劣化这一情况进行通知。
15.根据权利要求9或10所述的分析装置，其特征在于，
所述分析装置还具备洗涤器，所述洗涤器将所述测量对象气体从通过了所述测量对象除去部的气体除去。
16.根据权利要求9或10所述的分析装置，其特征在于，
所述测量对象气体是二氧化碳、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、氨气、氮氧化物、氯化氢、水、乙烷、乙炔、丙烷、乙烯、己烷、丙烯、硫化氢、异丁烯、甲醇、碳酰氯、丁烷、氯乙烯、亚硝酸甲酯、环己烷、丁二烯、异丁烷、异戊烷、甲苯、氢气、氟化氢、三氟丙烯。
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